电动汽车锂电池为什么会爆炸
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解密电动汽车电池自燃原理及防护措施以锂电池作为储能装置的新能源汽车,目前已经成为了市场主流。
然而,随着新能源汽车的推广和应用,锂电池自燃的问题和汽车使用安全已经成为大家担心的问题。
究竟锂电池为什么会自燃?电动汽车是否可以安全、放心地使用?小编为大家进行了梳理。
自燃原理锂是世界上最活泼的金属。
锂离子电池体积小容量密度高,高能量密度的特性让其成为电动汽车的首选。
锂离子电池在工作中是利用锂离子得失电子和迁移聚集来实现电能的储存的。
在电池充电时,正极里的锂原子会丧失电子成为锂离子,产生电势差。
电解介质中的锂离子在电势差的作用下,向负极迁移聚集。
放电时,整个程序倒过来。
整个工作过程是由电极内的锂金属得失和电解液中的电子、锂离子的迁移来共同完成的。
然而,锂的化学特性太活泼。
锂金属暴露在空气中,会与氧气产生激烈的氧化反应,从而产生燃烧、爆炸。
因此,在锂电池的实际应用中,科学家们千方百计地防止电解液中的锂离子向锂金属转化,并把金属锂锁在石墨或锂化合物中,人们常常听说的,磷酸铁锂、钴酸锂就是储存锂原子的材料。
同时,为了防止空气进入电池内部,还采取了一系列的防护措施。
这使得锂金属不会与氧气接触而发生爆炸。
在使用中,锂电池之所以会发生自燃,就是由于防护措施不到位或产生了严重的外力破坏,导致防护失效,而使得金属锂与空气接触所造成的。
常见的防护措施外壳防护,为了防止空气进入,锂电池都被封装在密闭容器冲,并为了防止外力破坏通常配以不锈钢外壳和铝合金外壳。
例如,特斯拉的电动汽车,甚至采用了钛合金防护板,以防止汽车使用中,尤其是交通事故中对电池容器的损伤。
隔膜阻断保护,在防止外力破坏的同时,还要防止来自电池内部产生的破坏。
通常为了防止电池的正负极直接碰触而短路,电池内会有一层隔膜,一方面将正负极隔开,一方面又允许带电离子通过。
然而,在锂电池中,隔膜还承担着另一项防护职能。
在电池温度过高时,隔膜空隙会自动关闭,让锂离子无法穿越,从而终止整个电池的反应。
锂电池起火处置方案随着移动电子设备的普及和电动汽车的发展,锂电池已经成为了绝大多数电子产品和车辆中的主要电源。
锂电池具有高能量密度、轻便、可再充电等优点,但是一旦出现失控,可能会爆炸起火,造成极大的危害和损失。
因此,对于锂电池出现火灾情况,必须采取严谨专业的处置方案。
本文将介绍锂电池起火的可能原因、应对措施以及怎样合理处置起火锂电池。
1. 锂电池起火原因1.1 过度充电过度充电是指在锂电池充电时,充电电压超过了锂电池的最高充电电压。
这样会导致电解液中的电解质分解,产生热量,引发锂电池内部的化学反应失控,进而引发火灾。
1.2 过度放电过度放电是指在锂电池放电时,放电电压低于锂电池的最低放电电压。
这会导致锂电池内的过程反应无法进行,电解质含有的反应产物不能被有效地消耗,导致电解质膨胀、产生热量,最终引发火灾。
1.3 过度使用过度使用是指供电设备连续运作时间过长,消耗了锂电池内部的电荷。
如果连续使用时间过久,锂电池可能会因为过热而产生火灾。
1.4 暴露在高温环境中锂电池在高温环境下,甚至在某些情况下,只需短时间的高温暴露就可能过热、产生燃烧,引发火灾。
2. 锂电池火灾应对措施2.1 立即停止使用一旦发现锂电池着火,首先要立即停止使用锂电池,切断电源,这能有效防止火灾的扩散和加剧。
2.2 快速处置迅速处置是最重要的一步。
尽可能快地处理火源,防止火势蔓延。
除了通常的灭火器、灭火器、灭火毯等常用灭火设备,我们还可以使用沙土、泥土等固体物体覆盖火源,并用压力水源喷水逼迫火焰收缩和控制火势。
2.3 严禁使用金属器具触碰锂电池锂电池在短时间内过度加热后,可能会产生高温火花,所以,在锂电池着火时,应严禁用金属器具触碰锂电池,以防引发二级火灾。
2.4 通风锂电池着火后,废气中会释放出有毒有害气体,因此,要打开门窗通风并迅速将人员疏散。
3. 如何合理处置3.1 不随意拆卸锂电池起火后,我们不能随意而将其拆卸。
这是因为锂电池在起火后,仍然储存有电荷,一旦拆卸后,可能会发生二次燃烧导致火源的扩散。
锂电池厂爆炸火灾事故原因近年来,随着便携式电子设备的普及和电动汽车的兴起,锂电池作为一种高能量密度储能设备被广泛应用。
然而,锂电池在高能量密度的同时也带来了火灾和爆炸的风险。
事实上,全球范围内,已经发生了多起锂电池厂爆炸火灾事故。
这些事故对现代社会的生产、生活和环境均造成了严重影响。
因此,对于锂电池厂爆炸火灾的原因进行深入分析,不仅有利于预防类似事故的发生,也能为锂电池制造企业提供重要的安全指导和技术支持。
一、锂电池厂爆炸火灾事故概述1.1 锂电池的基本结构和原理要深入分析锂电池厂爆炸火灾的原因,首先需要了解锂电池的基本结构和工作原理。
一般而言,锂电池由正极、负极、隔膜和电解液组成。
正极通常使用氧化物,负极通常使用石墨或锂金属,电解液通常是有机溶剂和锂盐的混合物。
在放电过程中,正极和负极通过电解液中的离子交换来释放能量。
锂电池的高能量密度使其成为便携式设备和电动汽车的理想能源储存装置。
1.2 锂电池爆炸火灾事故的严重性虽然锂电池具有高能量密度和长周期寿命等优点,但由于其在充放电过程中会产生热量和气体,也存在着发生爆炸火灾的潜在风险。
一旦发生锂电池爆炸火灾,不仅可能导致设备损坏和人员伤亡,还可能引发火灾蔓延和化学品泄漏等严重后果。
因此,锂电池厂爆炸火灾事故的严重性不容忽视。
1.3 锂电池厂爆炸火灾事故的代表性案例全球范围内,已经发生了多起锂电池厂爆炸火灾事故。
典型案例包括2011年5月在韩国天津三星SDI公司发生的锂电池厂爆炸火灾事故、2018年3月在中国广东佛山发生的锂电池厂爆炸火灾事故等。
这些事故不仅对当地的生产和环境造成了严重影响,也引起了全球范围内的关注和警惕。
二、锂电池厂爆炸火灾事故的原因分析2.1 原材料和工艺控制不当在锂电池的生产过程中,如果正极材料、负极材料、电解液等原材料的品质控制不当,可能会导致电池内部产生短路、漏电等隐患,从而增加爆炸火灾的风险。
此外,如果制造工艺不合理、操作不规范,也可能会在电池内部产生异常反应,引发火灾。
常见锂电池爆炸原因及避免措施锂电池的爆炸主要是由于电池内部发生异常热失控而引起的。
锂电池爆炸的主要原因可以归纳为以下几个方面:过充、过放、短路、挤压、高温环境和材料缺陷等。
首先,过充是导致锂电池爆炸的一个主要原因。
当电池在充电时,如果电池内部的温度过高,或者充电电压超过了电池的耐受范围,就会导致电池内部的化学反应失控,产生大量的热量。
这种热量不能及时散发出去,就会导致电池内部的压力骤然增大,进而导致电池爆炸。
其次,过放也是导致锂电池爆炸的一个重要原因。
在使用过程中,如果将锂电池放电到超低电压,会导致锂电池内部的化学反应异常失控。
这种失控会导致电池内部的温度迅速升高,压力骤增,进而引发爆炸。
另外,短路也是引发锂电池爆炸的一个常见原因。
短路是指电池的正、负极之间发生电流直接流通的现象。
当锂电池内部的正、负极由于其中一种原因直接接触,电流就会被短路通路直接通过。
这会导致电池产生过高的电流,进而产生过热,引发电池爆炸。
此外,如果锂电池在使用或运输过程中受到挤压,也会引发锂电池爆炸。
当锂电池被挤压时,电池内部的隔膜和电池皮膜有可能被破坏,正、负极之间产生短路,从而引发温度升高和电池爆炸。
高温环境也是锂电池爆炸的一个重要因素。
当锂电池处于高温环境下,电池的内阻会明显降低,这样会导致电池放电速度加快,从而产生过多的热量,进而引发爆炸。
此外,锂电池的材料缺陷也会导致爆炸。
例如,如果电池内部的材料质量不合格,或者电池的外包装存在缺陷,就容易导致电池内部的化学反应失控,从而引发爆炸。
为了避免锂电池的爆炸,可以采取以下一些措施。
首先,选购正规品牌的锂电池,避免购买假冒伪劣产品。
其次,避免过充过放,控制好充电和使用电池的电压和时间。
再次,避免电池短路,比如避免不当、过于紧密的存放。
此外,要避免电池受到挤压和高温环境,尽量避免在高温环境中长时间使用和存放锂电池。
最后,应定期检查锂电池的状态,如有变形、漏液等异常情况应及时更换电池。
锂电池会爆炸的原因是什么?我们经常在回看到电动车发生自燃爆炸的现象,但是很多朋友并不知道造成锂电池爆炸的原因是什么,下面就一起来聊一聊锂电池发生自燃爆炸的原因有哪些?锂电池会爆炸的原因主要分外部原因和内部原因这两大类:一、锂电池爆炸的外部原因1、外力碰撞我们通常使用的锂电池都是由很多颗锂电芯通过串联和并联后组成的一个大电池组电池,所以其受到外力碰撞的时候,比较容易发生变形,这个有可能是因为电路板变形短路或者某个电池电芯变形导致内部短路,造成整个电池组温度急剧上升,如果没有及时采取措施,使其降温,除去短路安全隐患的话,电池组最终将会发生自燃爆炸。
这也就是我们有时候看到电池车发生碰撞之后,容易发生自燃爆炸的原因。
所以大家使用锂电池的时候,尽量避免让其发生碰撞,而且在其外包包装方面,尽量采取有效缓解碰撞发生后的力度。
2、温度过高如果锂电池所处的环境温度过高,而且散热困难的话,电池内部会因为稳定过高,化学活跃性不断提高,就会不断产生热量,而此时又散热不过来,就会因为热失控导致电池发生自燃爆炸的发生。
因此大家在存放电动汽车或摩托车的时候,尽量放在通风阴凉的地方,避免存放的环境既热又通风散热不良的地方。
3、潮湿锈蚀导致短路当电池组使用一段时间之后,电路板或其它配件会因为油污污垢沉积过多,链接起来,就会有发生短路的可能,或者因为过于潮湿,导致间距过短的正负极电路发生短路,这样,就会导致电池组发生短路的可能。
所以大家使用或存放锂电池的时候,防止干燥通风的地方。
4、过充电锂电池在使用完电之后,大家往往都会对其进行充电,而大家不知道的是,这个充电会可能发生下面的情况:(1)充电过程中,可能会因为散热不足,导致电池温度持续上升,最后导致热失控后发生自燃爆炸;(2)当电池充满电电之后,充电器和电池保护板发生失效,会对电池继续持续充电,这时候就会发生过充,电池发生过充,不仅会发热过高,而且会因为能量过大,导致电池发生自燃爆炸的后果。
液态锂电池为何会频发爆炸关键问题有待突破
传统的液态锂电池,被科学家们喻为摇椅式电池,摇椅两端为电池的正负两极,中间为电解质(液态)。
其中的锂离子如同优秀的运动员在正负两极间来回奔跑,在运动过程中即完成电池的充放电过程。
然而,这种看似有趣的结构却存在隐患。
据不完全统计,今年上半年电动汽车发生过10 起燃烧事故。
某消防单位对此总结,新能源汽车发生燃烧最为常见的场景表现为充电过程中的燃烧,此外,电池在行驶或停驶过程中也会产生燃烧。
不久前,在北京召开的第二届储能电池技术发展方向研讨会上,与会专家就目前电池存在的问题进行了深入讨论,认为固态电池是相对更加理想的选择。
安全性更高,可继承液态锂电池江湖地位
液态锂电池为何会频发爆炸,有专家分析,原因在于传统锂电池在大电流下工作有可能出现锂枝晶,从而刺破隔膜导致短路破坏;电解液为有机液体,在高温下会加剧发生副反应、氧化分解、产生气体、发生燃烧的倾向。
而近年来,学术界、产业界认为采用固态电池在安全性上相对有所保障,视其可以继承液态锂电池的江湖地位。
储能的春天已经到来,储能行业开始萌芽开花,在各类储能技术中,电池储能最受关注,也是发展最快的储能技术方向。
全固态锂离子电池是规模化储能理想的化学电源。
中国科学院电工研究所储能技术研究组陈永翀教授表示。
专家认为,全固态锂离子电池采用固态电解质替代传统有机液态电解。
锂离子电池自燃原因
锂离子电池自燃的原因有很多,主要包括以下几个方面:
1. 电池内部短路:电池内部短路是导致锂离子电池自燃的主要原因之一。
当电池内部的正负极之间出现直接接触或者短路时,会形成高温和火焰,导致电池自燃。
2. 过充和过放:过充和过放也是导致锂离子电池自燃的原因之一。
当电池充电超过了其允许的最大电量,或者放电超过了其允许的最小电量时,会导致电池内部出现高温和火焰,从而引发自燃。
3. 外力损伤:电池外部的物理损伤也会导致锂离子电池自燃。
当电池遭受强烈的撞击、压力、扭曲等外力时,电池内部的隔膜可能会损坏,导致电池内部的正负极直接接触,形成高温和火焰。
4. 生产质量问题:锂离子电池的生产过程中,如果没有严格的质量控制,可能会导致电池内部存在缺陷或者不均匀的区域,从而导致电池自燃。
此外,如果电池的装配不合适或者使用不当,也会增加电池自燃的风险。
因此,在使用锂离子电池时,应该注意避免以上情况的发生,以确保电池的安全性。
同时,如果发现电池出现异常,应该及时停止使用,并将电池送往专业的回收机构进行处理。
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电动汽车发生火灾事故原因随着电动汽车的逐渐普及,电动汽车发生火灾事故的报道也在逐渐增多。
由于电动汽车的电池组大多采用锂离子电池,而锂电池具有高能量密度和易燃等特点,因此在发生火灾时往往会引起较大的安全风险。
本文将对电动汽车发生火灾事故的原因进行深入分析,以期帮助读者更加全面地了解电动汽车安全事故的背后原因。
1. 锂电池的特性由于电动汽车所使用的大部分电池采用锂离子电池,而锂电池具有高能量密度、高工作电压和高功率等特点,因此在发生火灾时会引发更强烈的燃烧反应。
此外,锂电池在长时间高温状态下将导致电池内部结构变形或短路,从而引发火灾。
2. 电池管理系统不完善电动汽车的电池管理系统对于监控电池的充放电过程、温度、电压等参数非常重要。
如果电池管理系统不完善,就会导致电池出现过充、过放、短路等问题,从而引发火灾。
3. 车辆设计缺陷在一些电动汽车中,由于电池组的设计不合理、散热系统不足或者防火措施不完善,一旦电池组发生故障,火灾的风险就会大大增加。
例如,某些电动汽车的电池组设计在车辆底部,如果在行驶过程中受到外来撞击,就可能引发火灾。
4. 运输和充电环境在电动汽车的运输和充电过程中,如果没有严格的安全规定和标准,就会增加发生火灾事故的可能性。
例如,在电动汽车的运输过程中,如果没有采取严格的防护措施,可能会导致电池组损坏或者短路等问题,从而引发火灾。
此外,如果在充电过程中没有按照规定和标准进行操作,也会增加电池发生问题的风险,进而引发火灾。
5. 车辆故障和操作不当另外,一些电动汽车发生火灾事故可能来源于车辆自身的故障或者操作不当。
例如,如果车辆的电子控制系统出现故障,就可能导致电池过充或者短路等问题。
此外,如果车主在充电过程中没有按照规定和标准进行操作,比如使用不符合要求的充电设备或者使用不当的充电方法,也会增加电池发生故障的风险。
总之,电动汽车发生火灾事故的原因是多方面的,从电池本身的特性到车辆设计、运输、充电和操作环境等方面都可能存在问题。
电动汽车锂电池为什么会爆炸
作者:于小龙
来源:《新能源汽车报》2015年第14期
以锂电池作为储能装置的新能源汽车,目前已经成为了市场主流。
然而,随着新能源汽车的推广和应用,锂电池自燃的问题和汽车使用安全已经成为大家担心的问题。
究竟锂电池为什么会自燃?电动汽车是否可以安全、放心地使用?小编为大家进行了梳理。
自燃原理
锂是世界上最活泼的金属。
锂离子电池体积小容量密度高,高能量密度的特性让其成为电动汽车的首选。
锂离子电池在工作中是利用锂离子得失电子和迁移聚集来实现电能的储存的。
在电池充电时,正极里的锂原子会丧失电子成为锂离子,产生电势差。
电解介质中的锂离子在电势差的作用下,向负极迁移聚集。
放电时,整个程序倒过来。
整个工作过程是由电极内的锂金属得失和电解液中的电子、锂离子的迁移来共同完成的。
然而,锂的化学特性太活泼。
锂金属暴露在空气中,会与氧气产生激烈的氧化反应,从而产生燃烧、爆炸。
因此,在锂电池的实际应用中,科学家们千方百计地防止电解液中的锂离子向锂金属转化,并把金属锂锁在石墨或锂化合物中,人们常常听说的,磷酸铁锂、钴酸锂就是储存锂原子的材料。
同时,为了防止空气进入电池内部,还采取了一系列的措施防护措施。
这使得锂金属不会与氧气接触而发生爆炸。
在使用中,锂电池之所以会发生自燃,就是由于防护措施不到位或产生了严重的外力破坏,导致防护失效,而使得金属锂与空气接触所造成的。
常见的防护措施
外壳防护,为了防止空气进入,锂电池都被封装在密闭容器冲,并为了防止外力破坏通常配以不锈钢外壳和铝合金外壳。
例如,特斯拉的电动汽车,甚至采用了钛合金防护板,以防止汽车使用中,尤其是交通事故中对电池容器的损伤。
隔膜阻断保护,在防止外力破坏的同时,还要防止来自电池内部产生的破坏。
通常为了防止电池的正负极直接碰触而短路,电池内会有一层隔膜,一方面将正负极隔开,一方面又允许带电离子通过。
然而,在锂电池中,隔膜还承担着另一项防护职能。
在电池温度过高时,隔膜空隙会自动关闭,让锂离子无法穿越,从而终止整个电池的反应。
从而防止了电池由于温度过高,使得其中的电解液气化产生高压,破坏电池密封结构的问题。
过充电压防护,不仅空气要被阻隔在外,还要防止金属锂从电极中外泄。
科学家们通过电极材料的纳米空隙和材料晶格机制,来存放和锁住在充放电中形成的金属锂。
这样一来,即使是电池外壳破裂,氧气进入,也会因氧分子太大进不了这些细小的储存格,而避免自燃的产生。
然而,用过高的电压或充满后继续过长时间的充电,会对锂电池产生十分危险的损害。
锂电池充电电压在高于额定电压(一般是4.2V)后,如果继续充电,由于负极的储存格已经装满了锂原子,后续的锂离子会堆积于负极材料表面。
这些锂离子由于极化作用,会形成电子转移,形成金属锂,并由负极表面往锂离子来的方向长出树枝状结晶。
这些没有电极防护的金属锂一方面极为活泼,容易发生氧化反应而发生爆炸。
另一方面,形成的金属锂结晶会穿破隔膜,使正负极短路,从而引发短路,产生高温。
在高温下,电解液等材料会裂解产生气体,使得电池外壳或压力阀鼓涨破裂,让氧气进入,并与堆积在负极表面的锂原子反应,进而发生爆炸。
锂电池充电时,一定要设定电压上限和过充保护。
在正规电池厂家出产的锂电池中,都装有这样的保护电路。
当电压超标或电量充满时自动断电。
其实自燃并不容易
在品质合格的外壳、隔膜、电路重重防护下,锂电池发生自燃其实绝非易事。
尤其在无机材料锂电池中,例如,磷酸铁锂电池,由于电池不像三元锂电池中采用了有机材料,即使电池内部发生了材料破坏和短路,产生的高温也不会使得无机材料分解而产生高压气体,进而爆炸自燃。
在实验中,合格的磷酸铁锂电池即使被投入柴火中(柴火温度低于600℃),也不会发生爆炸和自然的情况。
同时,与新能源汽车发展前期厂家对车辆实际使用中防护措施认识不到位的情形相比,目前,经过数十年的摸索和全球百万辆新能源汽车的实际使用,从电池厂家到汽车厂商已经积累了足够的经验。
锂电池的外壳防护强度得到大大加强,即使在整车解体这样的严重交通事故情况下,电池的防护依然可以有效。
在电池隔膜的选用中,厂家也充分意识到采用带自保护功能隔膜的重要性。
目前,一般优质的锂电池产品都已经使用了这种技术。
而对于防过充电子保护装置的应用,则早已成为了国家强制的标准。
合格的电子保护装置和成熟的电池组管理系统,已经使得新能源汽车锂电池发生自燃的几率大大降低。
以目前导致新能源汽车发生自燃的案例来看,没有一个是由于正常行驶状况下电池组自燃爆炸造成的。
更多的新能源汽车锂电池的爆炸自燃来自于极为严重的交通事故和车内电器设备的不当改装。
在近干度的高温炙烤靠下,锂电池才最终被引燃。
对于消费者来讲,新能源汽车的锂电池总体是十分安全的。
但是,需要防范的是,在产业大爆发的情况下,个别厂家粗制滥造和产品价格战带来对电池防护的忽视,以及对于电动汽车的非法改装所带来的隐患。