如何预防锂离子电池灾难

大家好，小科来为大家解答以上问题。如何预防锂离子电池灾难这个很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

解答：

1、 随着电子设备制造商继续放弃电源线，允许不受限制的移动电源，锂离子电池组的需求空前高涨。随着技术的进步，设备越来越耗电，电池制造商正在开发和推出更高容量和功率的电池。更高容量电池组的故障的可能性和严重性将增加，这将导致对确保这些电池组的安全性的需求增加。

2、 2000年，锂离子电池的销售迅速开始取代镍镉、镍氢电池等旧技术，成为首选的充电电池技术。年销售额贡献了2GWh的存储容量。1，2十九年后，锂离子电池的存储容量每年增加120GWh以上。2

3、 锂离子电池现在比以往任何时候都需要更高的需求，因为它们提供高能量密度和功率输出。现在的锂离子电池可以达到700Wh/L和330Wh/kg。相比之下，大多数车辆广泛使用的铅酸电池只能达到110Wh/L左右。三

4、 锂离子电池已经改善了世界各地的病人、士兵和消费者的生活。以前受电力线限制的患者现在可以享受改变生活的移动性。一个典型的消费者现在拥有比以往任何时候都多的移动电子产品，所有这些产品都依赖于锂离子电池来安全有效地运行。

5、 如果设计和实施得当，锂离子电池组是安全可靠的。然而，如果设计或制造不当，这些电池组可能会变得危险。此外，机械滥用会导致电池组中的电池凹陷，或者更糟的是，刺破电池组可能会产生不稳定的结果。

6、 锂离子电池有有机液体电解质，其中含有离子，并允许电流通过电池传输。如果在设计不良的电池组中，电池被机械地或电气地滥用，电池的温度上升到某一点以上，电池就可能出现被称为热失控的现象。

7、 美敦力HeartWareHVAD公司的锂离子电池使患者能够过上更加灵活的生活。(图片：美敦力)

8、 热失控是锂离子电池的能量自加速退化，通常是由于电池吸收热量，从而引发电池内的一系列放热反应。当一个细胞吸收热量后，进一步分解释放出热能，这些热能被重新吸收到变质的细胞中。三

9、 随着电池变热，液体电解质开始相变并分解成有机气体燃料。可燃气体充满电池并产生压力。这种压力会导致加压可燃气体和熔融金属的剧烈释放，如果被点燃，还会产生炽热的火焰。单个锂离子电池热失控产生的火焰可以达到1200以上.五

10、 现在想象一下，一个电池组中有10个、100个或1000个电池，创建一个安全电池组的重要性就变得很明显了。电池失控灾难发生在一个非常公开的舞台上，比如一架波音787梦想飞机上的电池组在波士顿洛根国际机场的登机口起火，或者三星GalaxyNote7手机在美国因为设计原因被禁止登机的缺陷导致一些热失控事件。6,7

11、 那么怎样才能防止锂离子电池灾难呢？答案是，每一家参与锂离子电池生产的公司，无论是电池、电池组还是设备制造商，在开发安全电池技术方面都有独特的责任。价值链中各公司之间的密切沟通对于创建安全和谐的电池组实施至关重要。

12、 电池制造商有义务在清洁的环境中生产，以确保他们生产的每一块电池都具有最高的质量。即使是电池中的一个小缺陷也可能导致短路，从而导致不受控制的温度升高。5反过来，电池制造商需要设计一种电池组，即使电池在极端条件下运行或出现故障，也能防止热失控。

13、 他们通过向控制电池组的电路添加多级保护来防止热失控的主要原因，如过充电、过放电和电池电压不平衡。该电路还可以识别危险的温度上升并关闭电池组的操作。最后，设备制造商需要在所有相关制造商的同意下，设计一个从电池组获取电力的系统。这些因素中的任何一个设计或质量不足都可能导致锂离子电池灾难。

14、 领先的电池组制造商通常采用多达三个级别的保护来防止电池失控。尽管设计中存在这一安全因素，但可以合理地假设，在某些情况下，极端事件会导致电池热失控。例如，几乎不可能防止穿孔电池的热失控。当这种情况发生时，有必要防止失控的热量扩散到电池组中的相邻电池。这样做可能会导致重大故障和灾难性电池灾难之间的差异。

15、 简而言之，防止热量失控扩散的电池组必须防止热量从触发电池传递到周围的电池。单个电池热失控事件可以产生大约3MJ的热能。3这种能量将以光、火焰、熔融喷射和加热气体的形式离开电池。所有这些能量都需要以某种方式被转移或吸收。

16、 设计能够防止热量失控扩散的安全电池组的第一步是在设计阶段进行热传递和流动分析，以预测热事件产生的能量和气体将扩散到哪里。这种分析将使工程师能够识别电池中存在热能吸收风险的关键区域。鉴于这种分析，可以创建设计来优化包装的安全性。

17、 在圆柱形电池中，压力和气体通常从电池的正极释放。单元之间没有任何障碍或阻塞的直接热路径的存在几乎总是导致传播。3.因此，最好避免电池的正极端子直接面对负极端子。但是，这不是排列单元时唯一的考虑因素。根据电池的设计，在热失控事件中可能会出现侧面开裂。

18、 核心电池载体为防止热量传递失控提供了重要支撑。电池托架可以增加电池组中电池之间的距离，直接从电池的正极端子积聚压力，并防止不受控制的电池移动和与其他电池碰撞。

19、 此外，电池组必须防止熔融射流接触相邻电池，并抑制从触发电池排出的气体的燃烧，同时冷却触发电池并从相邻电池释放热量。材料的选择对于实现这种额外的安全性至关重要。在一些设计中，当热量失去控制时，膨胀材料已被提议用于灭火，但它们不能被用作单独防止热量传递的唯一保护措施。研究表明，即使家用灭火器中的哈龙也只能在短时间内扑灭锂离子电池中的火，然后电池会被重新点燃。五

20、 除了膨胀材料之外，在电池和外壳之间包括防火材料的材料可以帮助防止热量传递和由离开电池组的火焰引起的对最终用户的损害。在热失控的情况下，熔融射流和火焰将以极快的速度离开电池。包括防火屏和设计喷射和火焰的路径将有助于降低火焰和火花离开电池的风险。八

21、 在更大的封装中，采用被动甚至主动热管理技术是非常重要的。相变材料可以吸收热量并将热量均匀地传播到整个电池组，从而减少相邻电池上的热量集中。还部署了主动热交换器，以减少电池组区域的热量集中。这些技术也被证明可以延长电池寿命，因为它们可以减缓电池在高速放电周期中的退化。

22、 无论公司在价值链的哪个阶段处理为锂离子电池组供电的设备，工程师都有道德义务设计最安全的电池组。偷工减料是不可接受的，防止电池灾难的最佳实践方法应该成为使用锂离子电池的设备的行业标准。

23、 锂离子电池有许多好处，这些电池对许多开发有助于人类进步的设备的企业的成功至关重要。锂离子技术固有的独特安全问题可以由实施创新解决方案的设计工程师来控制并尽可能安全，这在确保电池安全方面发挥着重要作用。

24、 编辑：彭静

本文到此结束，希望对大家有所帮助。

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