鋰電池有哪些不可忽視的熱失控問題?

　　隨著新能源汽車、電化學(xué)儲能的大力發(fā)展，鋰電池的裝機量在與日俱增。但新能源汽車和儲能電站的事故頻發(fā)，使得鋰電池的安全問題備受關(guān)注。其中，最危險的因素就是鋰電池熱失控問題，既然如此，那鋰電池有哪些不可忽視的熱失控問題呢，下面跟格瑞普技術(shù)人員來一起了解一下吧!

　　一、鋰電池熱失控原理

　　第1階段：125℃，熱失控開始階段。SEI膜反應(yīng)分解，SEI的分解使負極暴露在電解液中，促使電解液與負極中的鋰反應(yīng)并生成氣體。

　　　第2階段：125~180℃，電池內(nèi)部氣體釋放和升溫加速。該階段產(chǎn)氣速率加快，正極材料分解，如：LiCoO2分解產(chǎn)生O2。鋰鹽也會分解，如LiPF6分解生成LiF和路易斯酸PF5。而路易斯酸會在高溫下與電解液反應(yīng)產(chǎn)生大量的氣體。

　　第3階段：180℃以上，熱失控發(fā)生。該階段正/負電極材料與電解液之間的放熱反應(yīng)和電解液分解反應(yīng)速率急劇增大，電池內(nèi)部溫度也相應(yīng)的急劇升高，泄壓閥打開或引發(fā)自燃。

　　也有研究者將熱失控細分為如下范圍：

二、鋰電池熱失控的原因

　　1、機械濫用，如：擠壓、碰撞、針刺等，在外力的作用下導(dǎo)致鋰電池(電芯)發(fā)生形變，隔膜被破壞，正負極之間短路而誘發(fā)熱失控。

　　2、熱濫用，鋰電池高溫環(huán)境下長時間工作，整個過程中的主要熱源有：外界高溫環(huán)境，使用過程中產(chǎn)生的極化熱、反應(yīng)熱、分解熱等。

　　3、電濫用，鋰電池過充電導(dǎo)致活性物質(zhì)結(jié)構(gòu)遭到破壞，電解液分解產(chǎn)氣，導(dǎo)致電池內(nèi)部壓強增大。除此之外，還包括過放電、大倍率(超過規(guī)格)充電等。

　　三、不同環(huán)境溫度下鋰電池熱失控機理

　　1、低溫下：風險因素主要來自負極側(cè)的析鋰及鋰枝晶的生成。

　　2、常溫下：風險因素主要來自極化(歐姆極化、電化學(xué)極化等)產(chǎn)熱，或大倍率充/放電下的產(chǎn)熱。

　　3、高溫下：風險因素主要來自材料的失效，包括：SEI的分解，隔膜的收縮等。

　　四、鋰電池熱失控的預(yù)防措施

　　1、設(shè)置安全閥，但安全閥壓力值范圍需要嚴格把控。

　　2、安裝熱敏電阻，防止電池過充或短路。

　　3、BMS精確的熱管理，電池使用過程中利用水冷、風冷等對電池降溫。

　　4、電解液中添加劑的使用，降低電解液的可燃性。

　　5、提高SEI成膜質(zhì)量，如：在電解液中添加LiCF3SO3等，使SEI中的無機成分更多。

　　6、阻止正極材料與電解液的反應(yīng)，如：電解液中添加劑的使用或正極材料的包覆。

　　7、提高隔膜的熔點，如：在隔膜兩側(cè)涂陶瓷層。

　　8、規(guī)范使用鋰電池，減小或杜絕過充、過放電等人為因素。