以前,我們以前經常看到手機、筆記本的電池發生安全事故,現在這些情況也同樣發生在鋰電池應用新領域中。雖然與鋰電池的應用規模比起來,這些安全事故相對罕見,但還是吸引了業界和社會的廣泛關注(安全無小事)。
除了酷炫的外表和操作界面之外,特斯拉留給世人印象的恐怕還得加上此起彼伏的鋰電池起火事故。從去年下半年開始,9個月時間內,特斯拉發生了6起起火事故。國內電動車品牌比亞迪,同樣在2012年發生過因鋰電池被嚴重撞擊而導致電池液泄露引起大火的事件。
被稱為“夢幻客機”的波音787除了大范圍使用復合材料外,還將原來普遍使用的鎳鎘電池換成立鋰離子電池。不過,其在2013年1月發生起火事件緊急迫降,最終導致該款機型全球暫時停飛。后續的調查顯示,本次起火主要原因是鋰離子電池因過熱導致起火。
當然,這些事件中鋰電池起火的原因不一,有的甚至至今尚未查明失火的原因。比較常見的原因是電池發生短路,導致“熱失控”,進而引起失火。所謂“熱失效”,是一個循環過程,溫度升高會導致系統變熱,系統變熱升高溫度,反過來又讓系統變得更熱。
鋰電池如果過熱,電解液就會被電解,從而產生氣體,導致內部壓力升高,嚴重的話會沖破殼體。與此同時,由于溫度過高,正極材料發生氧化反應析出金屬鋰,在氣體導致殼體破裂的情況下,與空氣接觸導致燃燒,同時引燃電解液,產生強烈火焰,導致氣體急速膨脹,發生爆炸。
鑒于鋰電池的安全問題,國際上出臺了較為嚴格的安全性能的考核指標。一個合格的鋰離子電池,需要經過短路、不正常充電、強制放電、振動、打擊、擠壓、溫度循環、加溫、高空模擬、拋擲、火烤等實驗。
隨著鋰電池技術的發展和新的要求,相應的安全標準也正在更新。
例如,在純電動車用電池等新興領域,對電池的壽命提出了要求。普通型電器,電池理想壽命是一到三年,但電動汽車生產商希望電池組壽命達到15年。那么鋰電池的老化會不會造成安全隱患?為了探索電池如何老化可能影響安全,UL分別測試了普通鋰電池在兩種溫度下(25度和45度)經歷50、100、200、300、350、400個充放電周期。
另外,波音787發生鋰離子電池起火事件后,FFA(美國聯盟航空管理局)亦迅速與工業界制定鋰離子電池的適航標準。在達到這個標準之后,波音787才再次回到藍天。
(審核編輯: 小王子)
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