本帖最后由 dianc 于 2017-4-10 22:10 编辑
过充引起的燃烧和爆炸
此视频前25秒为安全警告,26秒开始用高电压对锂离子电池进行过度充电,40秒时电池爆炸。 用损坏或不对应的充电器充电时,可能引起过充。当电压过高,正极溢出大量锂离子,负极吸收不了的锂离子会在其表面形成枝晶,使电池内部短路。短路电流会产生大量热,温度迅速升高会导致作为有机溶剂的电解液燃烧(有机溶剂极易燃烧),严重时刻会导致正极发生分解反应或负极与电解液的反应,产生大量气体。在这样一个封闭环境内结果只有爆炸。即使在电池安全阀正常工作的情况下,也有可能会喷出电解液引起更大范围的火灾。
穿刺与撞击引起的燃烧
此视频第3秒开始,试验针头刺入锂离子电池,随后电池内部大量发热,内部发生反应生成大量气体。 行车过程中难免会遇到碰撞和道路杂乱的情况,后车追尾、行车拖底、杂物飞溅都会对电池造成很大的威胁。穿刺会使电池短路,产生大量热,导致电解液燃烧,温度升高促使正极材料分解或与电解液反应生成大量气体,导致爆炸。当锂离子电池受到撞击时,电极上过电压损失将产生热量,促使溶剂与负极的反应,放出的热量进一步加热电池,正极热分解反应发生,导致电池爆炸。
目前,UL(Underwriter Laboratories Inc.)是世界上最权威第三方认证机构。换句话说,如果通过了UL关于锂离子电池的一系列实验,就会得到全世界电动车厂商的认可。
UL关于锂离子电池的安全性的主要试验 | 试验项目 | 要求 | 短路测试:满电条件下,用电阻小于0.1欧的导线在常温和60±2℃下连接正负极。 | 不燃烧、不爆炸 | 过充测试:满电时以3倍额定充电电流、10V恒流恒压充电,当电流达到100mA时,转为恒压充电至48小时 | 不燃烧、不爆炸 | 挤压测试:以13KN的力加载于电池两侧的直径32mm的 活塞上,直到压强达到17.2MPa | 不燃烧、不爆炸 | 撞击测试:满电时,将直径15.8mm的钢棒放于电池上,距其61cm的高度,将9.1Kg重的物体自由落体在钢棒上 | 不燃烧、不爆炸 | 热冲击测试:将满电电池放于每分钟提升5℃的高温箱中,温度到达150℃时保持10分钟 | 不燃烧、不爆炸 |
高温、撞击和穿刺都会造成锂离子电池的内部环境变化,这些变化会促使电池内部发生各种有害反应,所以UL设计了一系列的残酷试验来控制锂离子电池的安全性能。在钴酸锂、锰酸锂和磷酸铁锂电池中,磷酸铁锂材料耐过充、过热的性能是最好的,所以不易燃烧和爆炸。 |