新聞回顧:4月21日20時許,上海市徐匯區(qū)裕德路泰德花苑小區(qū)地下車庫內(nèi),一輛特斯拉轎車在車庫先是冒白煙,接著直接爆炸并伴隨大量火焰,旁邊兩輛車不同程度燒損。4月22日早,特斯拉官方回應(yīng):"在得知這起發(fā)生在上海的事故后,昨晚我們第一時間派出團(tuán)隊(duì)趕往現(xiàn)場。我們正在積極聯(lián)絡(luò)相關(guān)部門并配合核實(shí)情況。根據(jù)目前的信息顯示,沒有人員傷亡。"
鋰電池爆炸燃燒危害有多大?
1、爆燃:通過視頻會發(fā)現(xiàn),爆燃時前期征兆不明顯,從冒煙到突然爆炸只有短短的幾秒,所以要格外小心。然后是持續(xù)噴射狀燃燒,噴射距離可達(dá)5米以上,還會形成巨大的火球、火舌,這就是鋰電池爆燃時的特征。
2、濃煙:電池燃燒時會瞬間釋放大量氣體,可分為可燃?xì)怏w和有毒氣體,在空間狹小的電池內(nèi)部可燃?xì)怏w可使電池爆炸,剛才提到的爆燃就是由這種氣體引發(fā)。另外有毒氣體能危及人的行動和意識,還會影響視野,對逃生非常不利。
3、高溫:鋰電池燃燒時溫度可以達(dá)到500-800度,如果周圍有易燃物品極易發(fā)生火災(zāi)。
安全一直是各個電池廠商的底線,就算是日益提高的能量密度,也脫不開配套的安全防護(hù)措施,我覺得在以后新能源電動汽車興起的時代,我們都應(yīng)該注重電池安全,雖然不需要多深入的學(xué)習(xí),但一定要大概了解,提前預(yù)防電池起火自燃,避免人身財產(chǎn)受損!
那么究竟鋰電池為什么會起火爆炸?
爆炸的定義:在極短時間內(nèi)和較小空間里,釋放出大量能量,產(chǎn)生高溫,并放出大量氣體,在周圍介質(zhì)中造成高壓的化學(xué)反應(yīng)或狀態(tài)變化,同時破壞性極強(qiáng)。
對于特斯拉上海自燃事件,很明顯的可以看到,從起火(視頻中顯示冒煙)開始,到突然爆炸只有短短幾秒鐘,需要注意的是之后燃燒的火苗是噴射狀,這就說明在燃燒的同時,電池內(nèi)部有很大熱量產(chǎn)生了很高的壓力,爆炸前可能只有一塊電芯或一組電芯出現(xiàn)問題,隨著溫度升高,本電芯的自然爆炸產(chǎn)生更高的溫度,對周圍電芯產(chǎn)生連鎖反應(yīng),爆炸只是前期積累超大壓力的突然釋放。
一、內(nèi)部原因:大電流放電,產(chǎn)生大量的熱,燒壞隔膜,而造成更大的短路現(xiàn)象,這樣電芯就會產(chǎn)生高溫,使電解液分解成氣體,造成內(nèi)部壓力過大,當(dāng)電芯的外殼無法承受這個壓力時,電芯就會爆炸。常見情況有兩種,一個是電池內(nèi)部短路,另外一個是負(fù)極容量不足時會在負(fù)極的表面形成突起狀“枝晶”,循環(huán)充放電后,“枝晶”會生長,最后刺穿隔膜紙,使內(nèi)部短路。
二、外部原因:高溫環(huán)境致使電芯產(chǎn)生多種反應(yīng)導(dǎo)致大量熱量產(chǎn)生。隔膜融化導(dǎo)致內(nèi)部短路,電能的釋放又增大了熱量,相互促進(jìn)積累風(fēng)險。進(jìn)水,碰撞,擠壓等導(dǎo)致的BMS芯片損壞熔斷機(jī)制失效,或是內(nèi)部電芯短路。
三、工藝原因:如正極和負(fù)極混料、涂布、輥壓、裁片或沖切、組裝、加注電解液的量、封口、化成等諸道工序中,每一道工序出現(xiàn)問題都可能在以后的使用中埋下安全隱患。
四、使用原因:存放不當(dāng)造成的線路絕緣層老化短路。過充,雖然電池自身有斷電機(jī)制,但是如果養(yǎng)成了長時間不拔插頭的習(xí)慣,導(dǎo)致電路壽命縮短,保護(hù)電路失效時充電,正極的鋰過度放出會使正極的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,而放出的鋰過多也容易無法插入負(fù)極中,也容易造成負(fù)極表面析鋰,而且,當(dāng)電壓達(dá)到4.5V以上時,電解液會分解生產(chǎn)大量的氣體,撐破外殼爆炸。過放情況參考第一條負(fù)極容量不足。
如何防范電池起火?
因?yàn)槭褂娩囯姵氐漠a(chǎn)品很多,以后會針對某些類型的產(chǎn)品做系統(tǒng)詳細(xì)的分析,但是不管什么樣的鋰電池都離不開以下幾條:
1、購買正規(guī)大廠的產(chǎn)品,從產(chǎn)品本身的材質(zhì)和工藝上減少風(fēng)險。
2、養(yǎng)成良好的使用習(xí)慣,不過充,滿電就斷開電源,不過放,養(yǎng)成20%以上充電的習(xí)慣。鋰電池怕水和高溫,避免在惡略環(huán)境下使用及儲存鋰電池設(shè)備。不閑置,在長時間不使用時盡量避免滿電閑置,閑置一段時間后最好使用一次。
3、為產(chǎn)品充電時,遠(yuǎn)離易燃物,避免起火后火勢蔓延。
鋰電池起火如何滅火?
1、掩埋法:適合小型電池,起火后用沙土掩蓋。
2、滅火器:干粉或干冰滅火器,實(shí)踐中水基滅火器效果更好。
3、水沖法:水可以滅明火和降溫,前提是需要大量的水,如果水量不足很有可能出現(xiàn)火上澆油的現(xiàn)象,不適合家用。
了解一下電池?zé)崾Э?,它是鋰電池起火的根本原?/span>
正常情況下過壓、過流、高溫、低壓等危機(jī)現(xiàn)象,電池的保護(hù)系統(tǒng)利用熔斷機(jī)制斷開電路或其他方法來阻止。如果沒能阻止電池高溫起火,那就屬于熱失控。熱失控可以理解為鋰電池的電流和溫度都升高且互相促進(jìn),隨著積累增強(qiáng)作用并逐步損壞的一種現(xiàn)象。既然是失控肯定有管理系統(tǒng),電池都有一套BMS電池管理系統(tǒng),俗稱之為電池保姆或電池管家;電池管理系統(tǒng)(BMS)主要就是為了智能化管理及維護(hù)各個電池單元,防止電池出現(xiàn)過充電和過放電,延長電池的使用壽命,監(jiān)控電池的狀態(tài)。
由此可見BMS管理系統(tǒng)的重要性,它不僅僅是預(yù)防電池起火,還要有電池SOC高精度估算算法,控制電流電壓,提高電池一致性的自動均衡,危險報警等等,想要了解BMS的功能和特點(diǎn),關(guān)注我咱們下次再說。