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      過(guò)充電誘發(fā)電動(dòng)車用鋰電池?zé)崾Э匦袨榉治?

      2022-11-28 12:30:40袁威梁棟褚燕燕劉一榮
      關(guān)鍵詞:產(chǎn)熱失控倍率

      袁威,梁棟,褚燕燕,劉一榮

      1. 中山大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,廣東 廣州 510006

      2. 廣東省消防科學(xué)與智能應(yīng)急技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東 廣州 510006

      3. 中山大學(xué)智能工程學(xué)院,廣東 廣州 510006

      4. 中國(guó)信息通信研究院,北京 100191

      近些年來(lái),與電動(dòng)車鋰電池相關(guān)的火災(zāi)和爆炸事故頻繁發(fā)生[1-2]。熱失控(TR,thermal runaway)是鋰電池安全事故中必然伴隨的現(xiàn)象。為提高鋰電池安全性,控制乃至解決熱失控問(wèn)題引發(fā)了廣泛關(guān)注[3]。觸發(fā)鋰電池?zé)崾Э匦袨榈脑蛑饕譃闊釣E用(thermal abuse)[4-6]、電濫用(electrical abuse)[7-8]和機(jī)械濫用(mechanical abuse)[9]。日常生活中,發(fā)生的鋰電池?zé)崾Э厥鹿屎艽笠徊糠钟呻姙E用觸發(fā)[10]。過(guò)充電是電濫用中最常見(jiàn)的一種誘發(fā)電池?zé)崾Э氐姆绞?,在日常生活中過(guò)充電可能由電氣故障引發(fā),是鋰電池安全研究的重點(diǎn)[11]。針對(duì)低倍率下的過(guò)充電試驗(yàn),Ren 等[12]測(cè)試了電池在1/3C 至1C 低倍率充電、散熱環(huán)境和有無(wú)約束板條件下的過(guò)充電行為和失效機(jī)理。結(jié)果表明,在低倍率下充電電流對(duì)電池的過(guò)充電行為影響很小,并且電池上的泄壓設(shè)計(jì)和良好的散熱性能可顯著改善電池的過(guò)充性能。針對(duì)其他倍率下的過(guò)充試驗(yàn),龐靜等[13]研究了錳酸鋰電池在1C、2C和3.3C 倍率下的過(guò)充電特性。結(jié)果表明,正極活性物質(zhì)對(duì)于電池的過(guò)充電特性影響極大,且在高倍率條件下過(guò)充電池的產(chǎn)熱速率遠(yuǎn)高于低倍率。針對(duì)不同正極材料的鋰電池, Wang等[14]研究了包括LiFePO4(LFP)、Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2(NCM111)、Li[Ni0.6Co0.2Mn0.2]O2(NCM622)和Li[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2(NCM811)4 種正極材料的鋰電池過(guò)充電行為和熱失控特征。結(jié)果表明,在相同的過(guò)充電條件下,LFP電池發(fā)生熱失控的時(shí)間相比于其他幾種電池更短,說(shuō)明其耐過(guò)充性能差。Ouyang 等[15]研究了NCM+LMO/石墨鋰離子電池的過(guò)充電行為,研究中將鋰電池的過(guò)充電過(guò)程分為4個(gè)階段,并提出內(nèi)短路是造成電池?zé)崾Э氐年P(guān)鍵因素。為深入探究過(guò)充電對(duì)鋰電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響,Mao 等[16]探究了在過(guò)充電循環(huán)下鋰離子電池的熱行為,并使用掃描電鏡(SEM,scanning electron microscope)和電感耦合等離子體-發(fā)射光譜儀(ICP-OES, inductively coupled plasma-optical emission spectroscopy)觀察過(guò)充電期間電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化。結(jié)果表明,過(guò)充電后電池的厚度增加,且在絕熱條件下電池發(fā)生熱失控的概率更大。苗冬梅等[17]將磷酸鐵鋰電池過(guò)充至4.6、4.8 和5.0 V,將過(guò)充后的電池解剖后進(jìn)行掃描電鏡分析。結(jié)果表明,過(guò)充會(huì)破壞電池內(nèi)部正負(fù)極材料,造成電池不可逆容量損失。進(jìn)一步地,考慮到電池外部與電氣設(shè)備的連接,張萬(wàn)民等[18]分析了電動(dòng)車鋰電池起火原因,認(rèn)為電氣故障是造成火災(zāi)的主要因素。此外,研究人員還采用電池溫度、壓力、電壓、產(chǎn)熱量和產(chǎn)氣量等指標(biāo)用于衡量電池?zé)崾Э匦袨樘卣鳎?9-20]。上述成果對(duì)于認(rèn)識(shí)過(guò)充電誘發(fā)的鋰電池?zé)崾Э匦袨榫哂兄匾饬x。

      國(guó)標(biāo)GB/T 31485 針對(duì)鋰離子電池在1C 倍率條件下的過(guò)充安全性測(cè)試提出了一定要求。隨著電池技術(shù)的不斷發(fā)展,快充逐漸成為主流,但針對(duì)多C倍率條件下的過(guò)充電誘發(fā)電池?zé)崾Э氐难芯咳杂胁蛔?。以市?chǎng)占有率50%以上的某商用18650型錳酸鋰電池為研究對(duì)象,本文進(jìn)行了不同倍率下的過(guò)充充電試驗(yàn)。并分析了電池外部表面溫度、溫升及其熱失控后的噴射火焰、爆炸行為,以研究過(guò)充電引起的電池?zé)崾Э匦袨槟J健?/p>

      1 過(guò)充電誘發(fā)鋰離子電池?zé)崾Э貦C(jī)理

      1.1 鋰電池?zé)崾Э丶皣娚淙紵^(guò)程

      鋰電池?zé)崾Э剡^(guò)程如圖1 所示。從圖1 中可以看出,鋰電池?zé)崾Э剡^(guò)程分為緩慢溫升、快速溫升、急劇溫升和自然冷卻4個(gè)階段,每個(gè)階段中電池表現(xiàn)出不同的溫升速率。在電池快速溫升和急劇溫升之間的轉(zhuǎn)折點(diǎn)為熱失控觸發(fā)點(diǎn),熱失控觸發(fā)后,電池將經(jīng)歷急劇溫升過(guò)程,急劇溫升過(guò)程持續(xù)的時(shí)間極短,但電池溫升最劇烈,此階段的電池處在最危險(xiǎn)的狀態(tài)。急劇溫升階段,由于副反應(yīng)加劇、內(nèi)部壓力升高,在高溫環(huán)境的影響下,電池將經(jīng)歷類似高壓容器泄漏噴射燃燒的過(guò)程,分別為電池安全閥打開(kāi)、汽化電解液從電池上部開(kāi)口噴出、火星飛濺、發(fā)生燃燒與爆炸和火焰熄滅。在此過(guò)程中,電池內(nèi)部在極短時(shí)間內(nèi)積累并釋放出大量能量,產(chǎn)生并排放出大量氣體,在電池殼體內(nèi)部造成高壓的化學(xué)反應(yīng)與狀態(tài)變化,內(nèi)部反應(yīng)速率極快。在高溫環(huán)境的加持下,電池內(nèi)部產(chǎn)生的氣體發(fā)生膨脹,使得化學(xué)反應(yīng)能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿饶芰浚趬毫︶尫诺耐瑫r(shí)內(nèi)部可燃物噴出,產(chǎn)生強(qiáng)烈的光、熱和聲響。

      圖1 鋰電池?zé)崾Э氐湫瓦^(guò)程Fig.1 Typical process of thermal runaway of lithiumion battery

      1.2 鋰電池?zé)崾Э貦C(jī)理

      商用鋰離子電池結(jié)構(gòu)主要包括陰極、陽(yáng)極、隔膜、電解質(zhì)、集流體和電池外殼。在過(guò)充電期間,電池內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生大量熱量。其中在過(guò)充電前期,電池溫升由焦耳熱占主導(dǎo)作用,該階段為緩慢溫升過(guò)程。在過(guò)充電中后期,由陰極、陽(yáng)極和電解質(zhì)之間的一系列副反應(yīng)產(chǎn)熱占主導(dǎo),此時(shí)電池溫升由快速溫升過(guò)程過(guò)渡到急劇溫升過(guò)程。熱失控全過(guò)程電池與外部環(huán)境進(jìn)行熱量交換的能量守恒方程為

      其中m為電池質(zhì)量(kg),cp為定壓比熱容[J/(kg·℃)],dT/dt為電池平均溫度的升高速率(℃/s),Qbat為電池內(nèi)部總產(chǎn)熱速率(J/s),Qcond,Qconv,Qrad分別為電池與外部環(huán)境之間通過(guò)熱傳導(dǎo)、對(duì)流傳熱和輻射換熱3種形式進(jìn)行熱交換的速率(J/s)。

      在過(guò)充電前期,電池內(nèi)部并未發(fā)生熱失控,其內(nèi)部產(chǎn)熱包括反應(yīng)熱Qreact(J/s),焦耳熱Qjoule(J/s)和極化熱Qpolar(J/s)。其中反應(yīng)熱也被稱為熵?zé)幔c電池內(nèi)部鋰離子在嵌入和脫出電極過(guò)程中的熵變相關(guān)聯(lián)[21]。焦耳熱主要在電池的3 個(gè)部位產(chǎn)生,分別為活性材料內(nèi)阻產(chǎn)生的焦耳熱,電解質(zhì)中離子傳輸產(chǎn)生的熱量和集流體產(chǎn)熱。極化熱由歐姆極化、濃差極化和電化學(xué)極化3 部分極化產(chǎn)熱組成[22]。電池內(nèi)部總產(chǎn)熱速率計(jì)算方程為

      在過(guò)充電中后期,電池內(nèi)部發(fā)生內(nèi)短路,釋放出大量熱量,導(dǎo)致電池溫度升高,觸發(fā)電池內(nèi)部陰極、陽(yáng)極和電解質(zhì)之間發(fā)生一系列副反應(yīng)。此時(shí),電池發(fā)生熱失控現(xiàn)象,溫度急劇升高,甚至發(fā)生著火和爆炸行為。副反應(yīng)產(chǎn)熱速率Qside(J/s)包括錳溶解產(chǎn)熱速率QMn(J/s),負(fù)極沉積鋰與電解質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)熱速率QLi(J/s),SEI 膜分解產(chǎn)熱速率QSEI(J/s),電解質(zhì)氧化產(chǎn)熱速率Qele(J/s),負(fù)極分解產(chǎn)熱速率Qanode(J/s)和正極分解產(chǎn)熱速率Qcathode(J/s)。此時(shí)電池內(nèi)部總產(chǎn)熱速率計(jì)算方程為[23]

      2 過(guò)充電倍率對(duì)熱失控的影響

      2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置

      本研究中使用的電池是商用18650 LiMn2O4(LMO)/石墨電池,標(biāo)稱容量為1.2 Ah,標(biāo)稱電壓為3.7 V,充電截止電壓4.2 V。在對(duì)電池進(jìn)行過(guò)充電試驗(yàn)前,需要對(duì)電池樣品充電至4.1 V,并靜置24 h,確保電池內(nèi)部狀態(tài)穩(wěn)定。使用鋰電池充放電測(cè)試儀(新威BTS-5V12A)對(duì)電池進(jìn)行初步充電。圖2(a)為對(duì)錳酸鋰電池進(jìn)行過(guò)充電的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。使用電池夾具將電池固定,在電池徑向施加1 N·m的預(yù)緊力以防電池在熱失控期間受到爆炸沖擊后的固定失效。電池底部、兩側(cè)與固定夾具之間貼附云母片用于隔熱,以減少在過(guò)充電期間通過(guò)夾具傳導(dǎo)的熱量損失。使用耐高溫鐵氟龍膠帶將3個(gè)K 型熱電偶固定在電池表面不同位置,如圖2(b)所示。高精度數(shù)據(jù)采集儀(HIOKI MEMORY HiLOGGER LR8450)被用于采集實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的溫度數(shù)據(jù),監(jiān)測(cè)過(guò)充電誘發(fā)的電池?zé)崾Э氐难葑冞^(guò)程,其采樣時(shí)間間隔為1 s,采樣精度為±0.1 ℃。直流電源為電池兩端加載不同C 倍率的充電電流。使用攝像機(jī)記錄整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程。

      圖2 試驗(yàn)裝置示意圖Fig.2 Schematic diagram of the experimental setup

      2.2 過(guò)充試驗(yàn)全過(guò)程燃燒與爆炸行為分析

      在錳酸鋰電池兩端加載不同C倍率的電流進(jìn)行過(guò)充試驗(yàn),工況包括從1C 到3C 倍率過(guò)充5 種工況,每種倍率分別進(jìn)行兩組試驗(yàn),在文中編號(hào)分別為(1)和(2),試驗(yàn)具體結(jié)果如表1所示。

      表1 不同C倍率下過(guò)充誘發(fā)電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)對(duì)比1)Table 1 Experimental comparison of thermal runaway of batteries induced by overcharge at different C rates

      由表1 可知, 2C 到3C 電流進(jìn)行過(guò)充的6 組錳酸鋰電池均發(fā)生熱失控現(xiàn)象;1.5C 電流過(guò)充試驗(yàn)中,僅有一組試驗(yàn)發(fā)生熱失控現(xiàn)象;1C 電流過(guò)充試驗(yàn)中,兩組電池均未發(fā)生熱失控現(xiàn)象。結(jié)合試驗(yàn)過(guò)程可以發(fā)現(xiàn),錳酸鋰電池在高倍率過(guò)充條件下發(fā)生熱失控的概率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于低倍率條件。同時(shí),發(fā)生熱失控現(xiàn)象的電池表面溫度急劇升高,大部分可以觀察到劇烈的燃燒與爆炸行為。高倍率過(guò)充條件下,電池更快達(dá)到熱失控狀態(tài),3C 倍率過(guò)充條件下電池達(dá)到熱失控的平均時(shí)間比2.5C、2C和1.5C倍率過(guò)充條件分別縮短36.0%、105.5%和233.4%。電池外表面貼附的熱電偶測(cè)得過(guò)充電觸發(fā)電池?zé)崾Э氐臏囟确秶?0~160 ℃之間,熱失控最高溫度范圍在390~560 ℃之間。

      如圖3 所示,電池在1C 倍率下進(jìn)行過(guò)充,并未發(fā)生熱失控現(xiàn)象,但電池在發(fā)生噴閥后也發(fā)生失效。以該組試驗(yàn)作為對(duì)照,圖4為錳酸鋰電池在1.5C 到3C 倍率下過(guò)充發(fā)生后發(fā)生熱失控現(xiàn)象的全過(guò)程,其中每種工況選取的是較為典型的一組。由圖3可知,在電池安全閥打開(kāi)后,汽化的電解液噴出的動(dòng)作幾乎同時(shí)出現(xiàn)。由此可知,在安全閥打開(kāi)之前,電池內(nèi)部產(chǎn)生了大量的氣體,導(dǎo)致圓柱形電池的內(nèi)部壓力逐漸升高,壓力在達(dá)到安全閥開(kāi)啟的閾值后發(fā)生噴閥現(xiàn)象。從圖4 中1.5C(1)和圖3 中1C 的電池可以發(fā)現(xiàn)明顯的鼓包現(xiàn)象,再次證明了上述推斷。而實(shí)驗(yàn)中電池上部飛濺的火星,則為電池內(nèi)部可燃物質(zhì),如電極材料和鋁箔。此外,過(guò)充倍率為1.5C~3C 的電池均發(fā)生燃燒現(xiàn)象,且2C~3C 過(guò)充倍率條件下電池外部燃燒現(xiàn)象顯著比1.5C 條件下劇烈,電池在劇烈燃燒的同時(shí)發(fā)生爆炸,發(fā)出巨大響聲并且電池內(nèi)部可燃物飛速噴出。

      圖3 1C倍率過(guò)充電條件下電池失效現(xiàn)象Fig.3 Battery failure phenomenon under 1C overcharge condition

      圖4 過(guò)充誘發(fā)錳酸鋰電池?zé)崾Э噩F(xiàn)象Fig.4 Thermal runaway phenomenon of LiMn2O4 battery induced by overcharge

      2.3 過(guò)充試驗(yàn)后電池殘骸分析

      通過(guò)電池過(guò)充爆炸試驗(yàn)的殘余物分析,可以了解不同過(guò)充程度的電池的熱失控能量大小。圖5為過(guò)充試驗(yàn)結(jié)束后的電池殘骸,其中圖5(a)、(c)和(e)為發(fā)生熱失控后的電池殘骸,圖5(b)、(d)和(f)為未發(fā)生熱失控的電池殘骸,(c)和(d)為電池拆解后的狀態(tài),(e)和(f)為電池頂蓋圖片。對(duì)比圖5(a)和(b),可以發(fā)現(xiàn)發(fā)生熱失控的電池外部被灼燒的痕跡較重,而未發(fā)生熱失控的電池外部幾乎沒(méi)有變化,但電池上部有大量?jī)?nèi)容物噴出。經(jīng)分析,該內(nèi)容物為電池內(nèi)部隔膜,并且表面有大量電解液。從圖5(c)中可以發(fā)現(xiàn),發(fā)生失控后的電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)被嚴(yán)重破壞,表面隔膜已經(jīng)熔化,銅箔與鋁箔嚴(yán)重變形,表面涂布的電極材料變成碎屑。而圖5(d)中未發(fā)生失控的電池表面變化較小,外部包覆的膜狀物保持完整。圖5(e)中電池上蓋附近可以觀察到清晰的白色金屬固體,該固體是電池在發(fā)生熱失控后在上蓋表面形成的固體顆粒。該款電池內(nèi)部金屬材料主要包括銅、錳和鋁,為進(jìn)一步分析該固體的主要成分,在圖5(e)中的頂蓋處提取兩處樣品,分別表示為X1和X2。通過(guò)掃描電子顯微鏡(簡(jiǎn)稱SEM,型號(hào)為JEOL JSM-6010LA)進(jìn)行樣品的微觀形貌分析和能譜分析(簡(jiǎn)稱EDS 分析),圖6 為樣品X1 和X2 局部放大后的微觀形貌以及該微區(qū)成分的元素種類與含量。從圖6 中可以發(fā)現(xiàn),樣品X1 的主要成分的元素種類為Al、O 和C,樣品X2 的主要成分的元素種類為Al、O、C 和F。兩個(gè)樣品的SEM 圖中均觀察到大量白色固體,EDS 分析結(jié)果顯示該固體為Al 單質(zhì)和Al2O3的混合物,說(shuō)明電池內(nèi)部最高溫度已經(jīng)超過(guò)鋁的熔點(diǎn),即超過(guò)660 ℃。

      圖6 電池?zé)崾Э貒姵鑫锏奈⒂^分析和能譜分析Fig.6 SEM and EDS analysis of thermal runaway ejecta of battery

      2.4 過(guò)充試驗(yàn)全過(guò)程的熱特性分析

      圖7為不同過(guò)充倍率誘發(fā)錳酸鋰電池?zé)崾Э氐娜^(guò)程溫度曲線。由圖可知,發(fā)生熱失控的電池均經(jīng)歷了緩慢溫升、快速溫升、急劇溫升和自然冷卻4個(gè)階段,而未發(fā)生熱失控的電池未經(jīng)歷急劇溫升階段。值得注意的是,圖4所示的安全閥打開(kāi)的現(xiàn)象均發(fā)生在快速溫升階段的末期。根據(jù)1.2節(jié)中熱失控機(jī)理分析,在緩慢溫升階段,電池內(nèi)部主要產(chǎn)熱為反應(yīng)熱、焦耳熱和極化熱,其中以焦耳熱為主,此時(shí)的產(chǎn)熱量相對(duì)有限。在快速溫升階段,電池負(fù)極SEI膜分解釋放熱量,負(fù)極同時(shí)發(fā)生析鋰現(xiàn)象,析出的鋰與電解液發(fā)生反應(yīng)釋放熱量,電池正極錳溶解釋放熱量。該階段中產(chǎn)生的熱量相對(duì)緩慢溫升過(guò)程較多,促使電池溫度快速升高;在溫升過(guò)程中,電池內(nèi)部隔膜可能發(fā)生溶解。若隔膜發(fā)生溶解,導(dǎo)致電池內(nèi)部正負(fù)極發(fā)生接觸,電池將發(fā)生內(nèi)短路現(xiàn)象,該過(guò)程將直接導(dǎo)致電池?zé)崾Э氐陌l(fā)生。電池內(nèi)部將發(fā)生一系列不可控副反應(yīng),產(chǎn)生大量熱量,導(dǎo)致急劇溫升。此時(shí)電池內(nèi)部副反應(yīng)較為復(fù)雜,產(chǎn)熱包括正極分解反應(yīng)產(chǎn)熱、負(fù)極分解反應(yīng)產(chǎn)熱、電解液分解反應(yīng)產(chǎn)熱等。對(duì)比不同倍率過(guò)充條件下電池表面的溫升曲線,可以發(fā)現(xiàn):隨著充電倍率的增大,電池在前兩個(gè)階段的溫升速率也逐漸增大,說(shuō)明過(guò)充電倍率對(duì)電池的影響主要體現(xiàn)在前兩個(gè)階段,電池對(duì)高倍率電流的耐受能力明顯較低。

      圖7 過(guò)充誘發(fā)錳酸鋰電池?zé)崾Э厝^(guò)程溫度Fig.7 Temperature of the whole process of thermal runaway of LiMn2O4 battery induced by overcharge

      圖8為各組電池在試驗(yàn)中的溫升速率曲線。從圖中可以發(fā)現(xiàn),在熱失控觸發(fā)后,電池表面溫升速率瞬間急劇升高,說(shuō)明此時(shí)電池內(nèi)部反應(yīng)極為劇烈,熱量在一瞬間得到釋放,此時(shí)的電池處在最危險(xiǎn)的狀態(tài)。由此可見(jiàn),對(duì)于過(guò)充電誘發(fā)的電池?zé)崾Э氐目刂疲詈檬窃诰徛郎厣涂焖贉厣陂g。若在這兩個(gè)階段無(wú)法進(jìn)行有效控制,則應(yīng)當(dāng)迅速遠(yuǎn)離現(xiàn)場(chǎng),避免事故造成傷害。

      圖8 過(guò)充誘發(fā)錳酸鋰電池?zé)崾Э厝^(guò)程溫升速率Fig.8 Temperature rise rate of the whole process of thermal runaway of lithium manganate battery induced by overcharge

      2.5 過(guò)充電倍率與熱失控觸發(fā)時(shí)間關(guān)系

      針對(duì)不同過(guò)充電倍率與電池?zé)崾Э赜|發(fā)之間的關(guān)系,得到擬合方程

      其中tTR為電池?zé)崾Э赜|發(fā)時(shí)間(s);k為過(guò)充電倍率。擬合曲線如圖9 所示,曲線的R2= 0.999,具有非常高的吻合性。

      由圖9可知,在相同倍率條件下對(duì)電池進(jìn)行過(guò)充電試驗(yàn),兩個(gè)電池觸發(fā)熱失控的時(shí)間差距極小。對(duì)比不同倍率條件下的試驗(yàn),可知過(guò)充電倍率越大,電池?zé)崾Э氐挠|發(fā)時(shí)間越短。但是,隨著過(guò)充電倍率的增大,熱失控觸發(fā)時(shí)間受到的影響逐漸變小,3C 與2.5C 倍率下電池觸發(fā)熱失控的時(shí)間差值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于2C與1.5C倍率下的時(shí)間差值。

      圖9 過(guò)充倍率與熱失控觸發(fā)時(shí)間的關(guān)系Fig.9 The relationship between overcharge C-rates and thermal runaway trigger time

      3 結(jié) 論

      本研究主要針對(duì)過(guò)充電誘發(fā)電動(dòng)車用鋰電池?zé)崾Э匦袨?,主要結(jié)論如下:

      1)高倍率過(guò)充條件下,電池更快達(dá)到熱失控狀態(tài)。3C 倍率過(guò)充條件下電池達(dá)到熱失控的平均時(shí)間比2.5C、2C 和1.5C 倍率過(guò)充條件分別縮短36.0%、105.5%和233.4%。

      2)過(guò)充電倍率對(duì)電池的影響主要體現(xiàn)在緩慢溫升和快速溫升兩個(gè)階段,電池對(duì)高倍率電流的耐受能力明顯較低。

      3)熱失控觸發(fā)后,電池表面溫升速率瞬間急劇升高,出現(xiàn)安全閥打開(kāi)、電解液噴出、火星飛濺、燃燒與爆炸和火焰熄滅現(xiàn)象。

      4)過(guò)充電造成的鋰電池火災(zāi)與爆炸危險(xiǎn)性極大,為減少事故發(fā)生的概率,應(yīng)當(dāng)對(duì)生產(chǎn)的電池單體或模組增加防過(guò)充裝置,一旦檢測(cè)到電池發(fā)生過(guò)充立刻切斷電源。同時(shí),由于高倍率下電池過(guò)充電發(fā)生熱失控的速度極快,建議電池在快達(dá)到滿充狀態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)換為低倍率充電,降低事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。

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