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    鋰電池材料的熱失控過程

    發布時間:2021-08-17 14:48:30 瀏覽:145 來源:海芝通

    鋰電池材料的熱失控過程(圖1)

      電池的熱失控是因為電池的發熱率遠高于散熱率,熱量大量積聚而不及時釋放。從本質上講,“熱失控”是一個能量正反饋循環過程:溫度升高會導致系統升溫,溫度會隨著系統升溫而升高,進而導致系統變熱。如果沒有嚴格的劃分,電池的熱失控可以分為三個階段:

      階段1:電池內的熱失控階段

      由于電池在大電流充放電過程中內部短路、外部發熱或自發熱,電池內部溫度上升到90℃~100℃左右,鋰鹽LiPF6開始分解;碳負極在充電狀態下的化學活性非常高。接近金屬鋰,表面的SEI膜在高溫下分解,嵌入石墨中的鋰離子與電解液和粘合劑發生反應,進一步將電池推至150℃。在此溫度下,發生新的劇烈放熱反應發生。例如,大量電解液分解生成PF5,進一步催化有機溶劑的分解反應。

      階段2:電池膨脹階段

      當電池溫度超過200℃時,正極材料分解,放出大量熱量和氣體,溫度繼續升高。負極在250-350℃時處于嵌鋰狀態,開始與電解液反應。

      第三階段:電池熱失控、爆炸失效階段

      在反應過程中,帶電的正極材料開始發生劇烈的分解反應,電解液發生劇烈的氧化反應,放出大量熱量,產生高溫和大量氣體,使電池燃燒爆炸。


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