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针对电动汽车的使用情况而言,第一种情况的发生概率最高,危害最大。电芯的放热副反应导致热失控,是动力电池系统发生燃烧或爆炸的主要原因。
锂离子电池内部主要放热反应有:
Ø SEI膜的分解(90~120℃);
Ø 负极与电解液的反应(120℃以上);
Ø 电解液分解(200℃左右);
Ø 正极与电解液的反应,伴随正极分解,析出氧气(180~500℃);
Ø 负极与粘结剂的反应(240℃以上)等。
电芯热失控(燃烧,爆炸)的原因:电芯内部的放热副反应导致热量累积,电芯对外热交换的速率小于热量累积速率,温度持续升高,直至达到着火点温度,引起燃烧和爆炸。
电芯内部的热过程遵循热量平衡:
Qp = Qe + Qa
Qp—电芯内部各种副反应产生的热量
Qe—电芯与环境交换的热量(散热)
Qa—电芯自己吸收的热量(热累积)
如果Qe ≥ Qp,则Qa为负值或零,电芯内部温度不会上升,不会产生热失控
如果Qe < Qp,则Qa为正值,电芯内部温度持续上升,直至热失控(200~300℃)
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