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(1)机械伤害
重要发生在汽车碰撞中,由于外力的影响,锂离子电池单体、电池组变形,各部分自身的相对位移,导致电池膜被撕裂和内部短路;易燃电解液的泄漏最终引起了火灾。在机械滥用中,穿刺损伤是最严重的,可能会将导体插入电池体,造成直接的正负短路。相比之下,碰撞、挤压等只是概率性的内部短路,击穿时出现的热量更强烈,导致热逃逸的概率更高。
(2)滥用电力
电力的滥用重要是由于电池使用不当造成的,包括外部短路、过充、过放电。其中过渡放电的危害最小,但过放电引起的铜枝晶生长会降低电池的安全性,新增热失控的可能性。外部短路是两个带差动电压的导体在电池外部连接的结果。
充电过度是最有害的一种电力滥用形式。锂枝晶生长在阳极表面,这是由于锂的过量嵌入。其次,锂的过度去包埋会导致阴极结构由于热和氧的释放而崩溃(NCA阴极的氧释放)。
(3)热滥用
热滥用重要是指电池内部局部过热,这种现象很少是独立存在的,往往是通过机械滥用和电气滥用而发展起来的,是最终直接引发热失控等事故的一种情况。热
(4)内部短路
内部短路是由电池正极和负极之间的直接接触引起的。当然,接触的程度是不同的,随后的反应也是非常不同的。通常由机械和热滥用引起的大规模内部短路会直接导致热滥用。内部短路的原因也很复杂。如锂离子电池充电过量,树突积累到一定程度,导致电池膜被击穿,导致内部短路,或在碰撞或击穿损伤后正负电极直接接触,导致热失控。与外部因素引起的内部短路相比,电池制造过程中自发缺陷引起的内部短路相对较小。固有的内部短路出现的热量少,不会立即引发热失控。这种内部缺陷要一段时间才能发展成较轻程度的内部短路。
(1)推广冷却方式
热管理系统负责控制温度,确保电池始终处于合理的工作温度。热管理系统通常由车辆控制器控制。当电池温度异常时,空调系统可及时冷却或加热,以保证电池的安全和使用寿命。电池的散热方式根据热传导方式和介质分为四种:空气冷却(风冷)、液体冷却(水冷)、相变材料(固态)、复合冷却(水冷+固态)。
(2)内部材料和结构的改进
内部改进是对电池内部的材料结构进行改造,使电池具有更好的耐热、散热性能。就目前的研究重点而言,固体电解质的发展;正极和负极被重建。而采用更安全的隔膜材料是从内部提高电池热性能的重要途径之一。
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