什么是锂电池热失控?
锂电池热失控严格说分为两个级别,一是电芯级的热失控,是指锂电池组内单个锂电芯内部发生短路,短路造成内部温度不断上升,如三元锂电内部(局部)温度上升至180度以上,正极材料就会分解出氧气,内部易燃物和氧气在高温加持下就会迅速燃烧,于是就产生了热失控。磷酸铁锂正极材料分解出氧气需要400度以上,所以热失控难度较高。另一个是PACK级热失控,是指单个锂电芯热失控已经发生,其自燃产生的高温引起相锂电池产生热失控,这个连锁反应就是PACK级热失控。一般到PACK热失控就很难控制了。
什么是锂电池内短路?
锂电池内短路是指单个锂电芯内部的正负极片直接接触产生的短路,短接方式有四种:正极材料与负极材料、正极集流体与负极集流体、正极材料与负极集流体、负极材料与正极集流体。造成短路的原因有很多,如锂枝晶、毛刺、异物等。
我们知道锂电池热失控是内短路造成的,那么是否可以说内短路是热失控的唯一原因?可以说内短路是热失控的唯一原因,有人说还有外短路或者外部高温呢?其实在PACK设计时,外短路很容易预防,加一个过流熔断部件即可(参照Tesla的设计),外部温度太高一般不易造成热失控,除非几百度的高温。
内短路是否必然造成热失控?不一定!内短路根据严重程度分为早期、中期和后期, 到后期意味着马上要热失控了。早期阶段内短路电流很小(如几安),发热功率也很小10W左右;中期阶段内短路电流10A~几十安,发热功率至少几十W;后期阶段内短路电流急剧增加,发热功率快速上升。前期锂电池内短路可能会自动修复,从而不会发生热失控;但到中期不太可能被修复,内短路只会越来越严重,即便有好的降温系统也不一定能起作用;到达内短路后期时,离热失控可能就差几十秒或1~2分钟。
