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简析动力电池安全问题 电动汽车锂电池会自燃吗

2015-06-11 00:10
PokerJoker
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  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。

简析动力电池安全问题 电动汽车锂电池会自燃吗

  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。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。

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