鋰電池熱失控是一種重要的故障模式，其中鋰離子電池由于自我維持的放熱響應(yīng)而變得無法控制的過熱。這種情況通常是由于內(nèi)部短路、機(jī)械損壞、過度充電或暴露在過高溫度下造成的，從而損害了電池的結(jié)構(gòu)和化學(xué)完整性。

當(dāng)電池內(nèi)產(chǎn)生的熱量超過其消散熱量的潛力時，就會引發(fā)熱失控。這種不平衡經(jīng)常引發(fā)不利的化學(xué)反應(yīng)并升高溫度。隨著溫度升高，加熱技術(shù)的充電速度加快，周期性地導(dǎo)致暴力后果，包括火災(zāi)或爆炸。

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熱失控的主要目的之一是內(nèi)部短路。這可能是由于機(jī)械損壞造成的，其中包括刺穿或擠壓，這會破壞陽極和陰極之間的隔膜。制造缺陷，例如電池組件未對準(zhǔn)或污染，也可能導(dǎo)致短路。一旦發(fā)生短路，就會產(chǎn)生熱量，如果熱量足以引發(fā)電池物質(zhì)內(nèi)的放熱反應(yīng)，就會發(fā)生熱失控。

另一個重要因素是過度充電。將鋰電池充電超過其電壓限制可能會導(dǎo)致陽極上過度鍍鋰，形成枝晶，刺穿隔膜并形成短路。此外，過度充電會導(dǎo)致電解質(zhì)和其他材料的分解，同樣會增加內(nèi)部溫度和熱失控的機(jī)會。

過多的外部熱暴露是另一個外部原因。在高溫環(huán)境下工作或保存的鋰電池更容易受到熱失控的影響，因?yàn)闇囟壬邥到怆娊赓|(zhì)和其他內(nèi)部物質(zhì)，從而降低電池的熱穩(wěn)定性。

總之，導(dǎo)致鋰電池?zé)崾Э仄毡榇嬖诘囊蛩赜泻芏啵▋?nèi)部短路、過度充電、外部溫度過高、老化以及固有的設(shè)計缺陷。認(rèn)識并解決這些因素對于阻止此類事件和提高鋰電池使用的安全性至關(guān)重要。

熱失控的預(yù)防策略

一項(xiàng)基本策略是對用于制造鋰電池的精細(xì)物質(zhì)進(jìn)行修飾，選擇能夠承受更高溫度和應(yīng)力的一流電極和電解質(zhì)材料可以防止導(dǎo)致熱失控的內(nèi)部擊穿。此外，將分離器與逐步熱平衡結(jié)合起來可以成為防止手機(jī)內(nèi)快速電路的重要屏障。

其他所有關(guān)鍵安全措施都是實(shí)施先進(jìn)的電池控制結(jié)構(gòu) (BMS)。這些系統(tǒng)旨在監(jiān)視和控制電池狀況，包括電壓、電流和溫度。通過設(shè)置特定的操作閾值并強(qiáng)制執(zhí)行實(shí)時跟蹤，BMS 可以檢測到故障的早期跡象并引發(fā)糾正措施，包括斷開電池連接或降低充電率以減輕危險。

熱控制結(jié)構(gòu)在阻止熱失控方面也發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。有效的冷卻機(jī)制，包括空氣或液體冷卻系統(tǒng)，即使在高負(fù)載條件下也有助于保持最佳的電池溫度。這在電動機(jī)等高功率應(yīng)用中尤其重要，其中電池要承受嚴(yán)重的操作壓力。

電池應(yīng)存放在遠(yuǎn)離陽光直射和高溫環(huán)境的地方，并且必須使用兼容且獲得許可的充電器進(jìn)行充電。此外，必須嚴(yán)格避免對電池造成的人身傷害，這可能是內(nèi)部短路的先兆。

這些策略不再補(bǔ)充鋰電池的安全性和可靠性，而是延長其使用壽命和性能。不斷改進(jìn)并遵守可接受的電池布局和處理實(shí)踐對于阻止熱失控和保護(hù)電池供電的設(shè)備至關(guān)重要。

審核編輯 黃宇