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热失控原理?

电池 2024-11-18 07:56

一、热失控原理?

说到热失控,可能有的朋友不是很熟悉,首先普及一下关于锂离子电池热失控的知识。首先何为热失控呢?在英语中热失控的所对应的英文为thermal runaway,直接翻译就为热胡乱跑。中文“热失控”一词很好的诠释了热失控的真谛,就是锂离子电池的热失去了控制。简单的说呢,就是锂离子电池内部由于各种因素,产热速率很快,而锂离子电池的散热速率较慢,导致大量的热量在锂离子电池的内部积聚,诱发了一系列的副反应。例如负极SEI膜分解,正极活性物质分解,释放出氧化性很高的游离氧,与电解液发生氧化反应,这些副反应会进一步导致锂离子电池内部的热量积聚,压力增大,最终导致锂离子电池起火爆炸,威胁使用者的生命和财产安全。

为了防止锂离子电池在热失控造成严重的安全问题,锂离子电池一般会设计一个安全阀,在锂离子电池发生热控的时候,电池内部的压力持续升高,在达到一个阈值时,安全阀被破坏,快速释放锂离子电池内部压力,从而避免热失控引发更为严重的问题,阻断热失控在电池组内的传播。例如18650电池上盖部分,一般会设计有泄压结构,在电池内部压力达到一定程度时,能够快速释放电池压力,从而确保快速阻断热失控。一些大型的锂离子电池一般会设计一个泄压孔,孔内包含一个隔膜,在一定的压力下,隔膜破裂释放压力。这些都是一些被动的安全措施,为了避免热失控的发生,需要对锂离子电池热失控的机理,进行进一步的研究。

说到锂离子电池热失控首先要了解诱发锂离子电池热失控的因素,总的来说导致锂离子电池热失控的因素主要分为两类:1)内部因素(例如低温充电、负极缺陷和过充导致负极形成的锂枝晶穿透隔膜引发短路,锂离子电池内部多余物刺穿隔膜引发短路等);2)外部因素(例如电池大电流放电,正负极短路,高温,挤压、针刺等因素)。

熟悉了锂离子电池热失控的诱发因素,我们需要对其机理有更加深刻的理解。首先从锂离子电池的结构上,锂离子电池分为正极极片,负极极片,隔膜和电解液等部分,其中负极在充放电的过程中,随着Li的不断嵌入,会导致负极电势不断降低,当负极的电势低于1.5V时,电解液中的一些成分就开始在负极表面开始发生还原反应,形成一层固体-电解液界面膜,也就是通常我们所说的SEI膜,这层膜的主要成为为Li2CO3、LiF以及一些有机锂盐等成分组成,SEI膜的热稳定性是影响锂离子电池热稳定性的重要因素。一般来说,在高于60℃时,SEI膜就开始分解,高于90℃时SEI膜几乎全部分解,露出活性很高的负极表面,有可能诱发锂离子电池热失控。随着锂离子电池温度的进一步提升,接下来会导致锂离子电池隔膜高温收缩,导致正负极活性物质接触,发生短路,瞬间释放出大量的热量。短路点产生的高温则会进一步导致正极氧化物分解,释放出具有很高氧化性的游离状态氧,这些游离氧会与有机电解液发生进一步的氧化反应,释放出更多的热量,大量的热量积聚在锂离子电池的内部,最终导致锂离子电池发生起火爆炸等安全问题。

从上述分析来看,影响锂离子电池的热稳定的因素主要是隔膜的热收缩温度和正极材料的热稳定性,目前被广泛采用的陶瓷涂层隔膜,就是利用了陶瓷涂层在高温时对隔膜的支撑作用,减少隔膜收缩,从而提高了锂离子电池的安全性,目前正在研发的无机物隔膜,据说可以将隔膜的热稳定温度提高到210℃以上,大大提升锂离子电池的热稳定性。对于正极材料的热稳定性,目前常见的锂离子电池材料的热稳定性顺序为:钴酸锂<三元材料<锰酸锂<磷酸铁锂,热稳定性越好,热分解的温度也就越高,相应的锂离子电池的也就越安全,因此陶瓷涂层隔膜+磷酸铁锂电池是目前安全性最好的锂离子电池。

二、电池热失控测试标准?

A1阶段:电芯在使用过程中首先会产生初始能量热扰动,引起热扰动的能量来源包括电芯内部正常的锂离子充放电化学反应、内部非正常化学反应(如不符合额定电压、电流、温度或有热传导的滥用造成的内部剧烈反应,外部和内部机械结构损伤最终造成的内部剧烈反应等),从而导致电芯产生热量。与此同时,电芯会向外进行热量散逸,同时部分化学反应会伴随吸热;

A2阶段:当电芯散逸的热量+反应消耗的热量≥电芯获得的热量时,电芯是安全的;

A3阶段:当电芯散逸的热量+反应消耗的热量<电芯获得的热量时,电芯产生温升ΔT。如果ΔT没有带来电芯内部新的放热反应,则电芯是安全的;

A4阶段:如有新的放热反应(如SEI膜的分解放热、电解液的分解放热、氟化物粘结剂的分解放热、电解液分解放热、正极活性材料分解放热、过充电时沉积出的金属锂与电解液发生反应放热、金属锂与粘结剂的反应放热、可燃物质的燃烧等),当这些反应放热所带来的电芯内部反应速度不可控时,电芯温度上升将不可控,便会引起A5阶段中我们常规所定义的热失控,如【图1】各储能相关标准中规定的电芯内部放热反应引起不可控温升的现象

三、热失控是什么意思?

热失控是铅酸电池在充电时,电流和温度均升高且互相促进的现象。

热失控也就是说,当电池温度到达一按时候,就会有连锁的负反应,放热的反应,所以温度快速上升,最高的速度可以达到每秒钟温升接近1000度,所以它的速度是非常快的。从而引起失控,从这几类电池的特点来说,磷酸铁锂近年来逐渐成为动力锂电池的研究热点。具有安全性高其稳定好,寿命长。

四、热失控和热扩散标准?

导致储能电站起火的原因很多,包括电池、电气设备本身的质量问题,也包括系统保护措施设计的不完备,PCS和BMS以及EMS等系统之间的控制及保护功能协调性差等,施工过程中出现的质量问题、运行和维护管理不当等均也是储能电站起火的原因。针对储能系统的起火、爆炸等事故发生的原因,电池本身的热失控,以及电池模块和系统的热失控扩散,是行业目前关注的焦点。

五、电池热失控是怎么回事?

今天就来分析具体哪几个因素可能引发工业锂电池热失控充放电倍率充放电倍率越高,电流越大,内阻越大,产热越大。所以在高倍率充电的时候,电池生热速率更快,如果散热体系没有及时排出热量,产热将会逐步堆积。

内阻内阻的形成原因和功率输出,DOD,温度等有关,内阻越大,电效率降低,产生更多的热量堆积。

特别是在SOC低于20%的时候,电阻急剧升高,此时需要降低电池输出功率,保护工业锂电池电池安全。

容量和环境温度电池容量越大,电化学反应越多,产热越多。需要的散热功率越大,如果散热不能满足,产热会越积越多。

环境温度越高,导致部分风冷热交换系数越低,效果越差。

特别是大容量纯电动汽车,风冷就很难满足散热需求了。

六、数显热熔机温度失控?

一般就是这两点原因:

1.加热部分有故障,可能是电线虚接、线路板中某个元件烧损等等,可以检查下接线线路,是不是有电器元件烧坏、线路板是不是有过载现象,紧固各接线螺丝或者检查下电线焊点是不是有虚焊现象,对虚焊的重新焊接好。

2.温控部分有故障,可以更换合格的温控器,如果更换后恢复正常了,说明这个温控器坏了。

七、导致锂电池热失控有哪些原因?

锂电池热失控是指锂电池在工作过程中出现异常高温,可能导致电池发生爆炸、着火等危险情况。以下是导致锂电池热失控的几个原因:

  1. 过充或过放:如果锂电池充电过度或放电过度,会导致电池内部产生过多的热量,从而使电池温度升高。如果持续时间过长或者频繁发生,就有可能导致热失控。

  2. 内部损伤:锂电池在长时间使用或者遭受外力撞击时,可能会导致内部结构受损,例如短路、开路等情况。这些损伤会导致电池内部电流增大、电阻增加,进而导致电池温度升高。

  3. 不当使用:如果使用不当,例如将锂电池暴露在高温环境中、将锂电池与金属物品摩擦等,都有可能导致电池温度升高。

  4. 老化:锂电池在使用一段时间后会逐渐老化,例如电解液流失、电极材料磨损等情况。这些老化现象会导致电池内部能量转化效率降低,进而导致电池温度升高。

需要注意的是,锂电池热失控是一个非常危险的情况,应该避免出现这种情况。如果遇到锂电池热失控的情况,应立即停止使用并采取相应的安全措施。

八、雅加达失控

雅加达失控:印度尼西亚首都面临的挑战

雅加达失控:印度尼西亚首都面临的挑战

雅加达,印度尼西亚的首都和最大城市,但近年来却面临着日益严重的失控问题。这座城市正逐渐被过度拥挤、交通堵塞和环境污染所困扰。在本文中,我们将探讨雅加达所面临的挑战以及可能的解决方案。

挑战一:交通堵塞

雅加达是世界上交通最为拥堵的城市之一。随着人口的不断增长和私家车辆数量的激增,道路容量已经无法满足交通需求。堵车已成为雅加达居民日常生活的一部分。

为了应对交通堵塞问题,政府已经采取了一系列措施。例如,增加公共交通工具的数量和频率、建设更多的高速公路以及推广骑车和步行等环保交通方式。然而,这些措施在短期内无法根本解决问题。要解决雅加达的交通堵塞,需要采取更为综合和长远的策略。

挑战二:过度拥挤

雅加达的人口密度极高,人口规模远远超过这座城市的承载能力。其人口增长率高速增长,预计在未来几十年内将继续增长。人口过多导致城市资源的过度消耗,给基础设施、住房、教育、医疗等公共服务带来了巨大压力。

为了解决过度拥挤的问题,政府需要采取一些措施来引导人口分布。例如,在郊区建设更多的住房和就业机会,吸引人们迁往郊区。此外,还需要加大对城市规划和土地使用的管理力度,以确保资源的合理分配。

挑战三:环境污染

雅加达的环境污染问题日益严重,空气质量和水质受到极大威胁。工业废水和机动车尾气排放是主要的污染源,给居民的健康带来了风险。此外,由于城市的过度拥挤和基础设施的不完善,垃圾处理问题也十分突出。

要解决环境污染问题,政府需要加大环境保护的力度。加强工业废水和尾气排放的监管,推动企业实施环保措施。同时,还需要加强垃圾处理和废物回收利用的工作,提倡绿色生活方式,减少废弃物的产生。

可能的解决方案

要解决雅加达面临的挑战,需要政府、企业和居民共同努力。以下是一些可能的解决方案:

  • 投资发展公共交通系统,提高交通效率。
  • 加强城市规划和土地管理,引导人口分布。
  • 推动环境保护和可持续发展,减少环境污染。
  • 加大对基础设施建设和公共服务的投资。
  • 提高居民环保意识,推动绿色生活方式。

尽管雅加达面临着诸多挑战,但通过政府和社会各界的共同努力,相信这座城市能够克服困难,实现可持续发展。

九、储能电站电池热失控难处理的原因?

储能电站电池热失控难处理原因是储能电站锂离子电池电池簇在单预制仓储室内排列紧密,电池簇内的电池高度密集,很容易形成热失控扩展蔓延的情况,此时难以散热,热量和可燃气体会慢慢积累;若可燃气体扩散、运移后在受限空间积聚,则很容易在延迟点火后发生爆炸。

十、失控,作者?

《失控》作者是(美)凯文.凯利。从蜂群的行为开始谈起,慢慢揭示一些此前人们并没有强烈意识到的问题,例如:活系统的智慧究竟从何而来?为什么那些看似简单无脑的初级生物能够产生群体智慧?个体的无意识到群体的有意识之间到底是不是鸿沟巨壑?

书中涉及的问题纷繁复杂,小到一个蜂群、一组计算机代码、一个封闭试验基地,大到人类进化、人工智能、网络经济等等。