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锂离子电池热失控的反应过程是怎么样的?

来源:德克西尔 时间:2024-09-26 15:08:41

        锂离子电池热失控是一个涉及多个连锁反应的过程,通常可以概括为以下几个关键步骤:

锂离子电池热失控的反应过程

        1. 内部短路或外部损害

        电池内部的隔膜设计用于隔离正负极,防止短路。但如果因为制造缺陷、外力撞击、刺穿或长期使用导致隔膜破损,正负极材料直接接触,就会发生短路,产生大量热量。

        2. 热量积累

        短路产生的热量如果不能迅速散去,会导致电池温度升高。高温环境下,电池内部的电解液可能分解,释放出更多热量和气体,形成恶性循环。

        3. 热失控开始

        随着温度持续上升,电池内部的化学反应加速,特别是电解液分解和活性物质的热分解,这不仅释放更多热量,还会产生气体(如氢气、氧气等),增加电池内部压力。

        4. 压力增加与物理损坏

        内部气体积聚导致电池外壳膨胀或破裂,这可能进一步破坏电池结构,加剧短路状况,并使电池内容物与外界空气接触。

        5. 剧烈反应与火灾/爆炸

        一旦电池外壳破裂,内部的锂金属、电解液与空气接触,在高温下极易引发剧烈的氧化反应,产生火焰,甚至爆炸。此时,热失控达到顶点,不仅对电池本身造成毁灭性破坏,还可能危及周围环境和人员安全。

        理解锂离子电池热失控的这一系列步骤对于设计更安全的电池系统、优化电池管理系统(BMS)以及制定有效的应急处理措施至关重要。



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