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锂离子电池热失控的过程有什么阶段?集成块

2022-10-10 02:23:31 集成块    

锂离子电池热失控的过程有什么阶段?

锂离子电池热失控过程


电池热失控都是由于电池的生热速率远高于散热速率,且热量大量累积而未及时散发出去所引起的。从本质上而言,热失控是一个能量正反馈循环过程:升高的温度会导致系统变热,系统变热后温度升高,又反过来让系统变得更热。不严格的划分,电池热失控可以分为三个阶段:


第1阶段:电池内部热失控阶段


由于内部短路、外部加热,或者电池自身在大电流充放电时自身发热,使电池内部温度升高到90℃~100℃左右,锂盐LiPF6开始分解;关于充电状态的碳负极化学活性非常高,接近金属锂,在高温下表面的SEI膜分解,嵌入石墨的锂离子与电解液、黏结剂会发生反应,进一步把电池温度推高到150℃,此温度下又有新的剧烈放热反应发生,例如电解质大量分解,生成PF5,PF5进一步催化有机溶剂发生分解反应等。


第2阶段:电池鼓包阶段


电池温度达到200℃之上时,正极材料分解,释放出大量热和气体,持续升温。250-350℃嵌锂态负极开始与电解液发生反应。


第3阶段:电池热失控,爆炸失效阶段


在反应发生过程中,充电态正极材料开始发生剧烈分解反应,电解液发生剧烈的氧化反应,释放出大量的热,出现高温和大量气体,电池发生燃烧爆炸。


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