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锂电池的热失控不可避免!掌握预警,防患未然!

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11月22日,国家消防救援局召开例行新闻发布会。针对新能源安全和火灾扑救难的问题,国家消防救援局相关负责人表示,要转变防控理念、提高设防标准、加强科技攻关等。

并指出,从近年的新能源汽车火灾的情况来看,有两个较为突出的矛盾,即“锂电池的热失控不可避免、灭火救援的难题还没有有效解决”。

电池热失控原因

锂电池热失控主要由其内部结构与外部环境因素共同决定,是一种复杂的多因素耦合现象。从结构视角分析,锂离子电池过热源于制造缺陷,诸如电极材料分布不均、电解质涂层缺陷等,易诱发局部热点,进而引发全面过热。在充放电循环中,内部短路风险增加,尤其在电池老化、振动或外部冲击条件下更为显著。

此外,温度升高导致电解液电导率下降,内部电阻增大,形成正反馈机制加剧过热。过充、过放及高温环境亦是过热的重要诱因。

综上,电池热失控的发生具有其内在必然性。

锂离子电池热失控可致电解液挥发、气体热量剧增,形成高压致爆炸燃烧,释放有毒气体威胁人体健康。

热失控事件还可能引发火灾爆炸,造成财产损失及人员伤亡,且因锂离子电池广泛应用,可能对社会造成连锁反应及难以估量的影响。

减少电池热失控损失

相比传统液态电解质锂离子电池,固态电池具有更高的安全性,原因是固态电解质减少了电解质泄漏的安全隐患。

固态电池技术具有诸多优势,如能量密度高、安全性高、循环寿命长等,被认为是未来能源存储和电动汽车领域的发展趋势。

为了提高固态电池的电化学性能和延长循环寿命,人们也在开展电极材料的研发。由于固态电解质材料通常具有较低的热稳定性和机械韧性,当电池发生故障时,可能会发生电解质熔化、内部短路等问题。

为了提高固态电池的电化学性能和延长循环寿命,人们正在开展电极材料的研发。然而,由于固态电解质材料通常具有较低的热稳定性和机械韧性,当电池发生故障时可能会引发问题。因此,人们也在努力开发更安全可靠的固态电解质材料,并设计更可靠的电池结构。

研究证明,三大类固态电解质的热失控初始温度均超过液态电解质(120℃)

其中,氧化物固态电解质的热失控初始温度均在600℃以上,

Li6.6La3Zr1.6Ta0.4O12要到 1800℃时才会发生热失控,理论上已杜绝了电池燃烧的问题。

然而,固态电池并不能很好地解决当下锂电池的火灾安防问题。势必要有更先进的技术手段防控电池热失控危害。

电池燃烧经历热过载、热失控、燃烧及火灾四阶段。其中,热过载阶段持续时间较长,表现为低强度过热,是预防热失控的关键窗口。若在此阶段发现并处理电池隐患,可有效降低后续损失。

相比之下,从热失控到火灾的过程迅速,留给维护人员的反应时间有限,往往只能采取事后扑灭措施。

此外,锂电池扑灭难度大且易复燃,进一步增加了扑灭工作的复杂性。因此,加强电池热过载阶段的监测与预警,是防止热失控、降低火灾风险的最优策略。

查知科技研发的热过载定位预警系统,采用先进的云室热释离子探测技术,并结合普柔视智能安全管理系统,为电池新能源系统提供全面的安全防护。

该系统能够提前190至8000秒发现并精确定位热过载隐患,从而及时修复或更换问题部件,有效避免热失控燃烧所带来的财产损失和生命威胁。

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