PDF《锂离子电池热失效机理和致爆时间研究综述》

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80 期电源学报锂离子电池从第一次投入市场商业化应用开 始,因其高电压和高比能量等优点,应用越来越广 泛.

但随着锂离子电池应用的不断推广,各种锂离 子电池也暴露出许多安全问题,电池着火、爆炸、伤 及人员等事故不断发生[1] :如戴尔笔记本使用的索 尼公司生产的锂离子电池由于存在安全隐患而发 生爆炸[2] ,三星公司生产的智能手机 Note

7 由于锂 离子电池原因而发生爆炸的事故. 锂离子电池被认 为是电动汽车的理想电池,也被广泛应用于便携式 设备以及航空航天事业[3鄄4] ,因此锂离子电池的安全 问题备受关注. 引起电池着火、爆炸的原因有加热、过充、刺穿、 过放、短路、挤压等[5] .研究锂离子电池致爆时间对电 池在滥用条件下将要发生爆炸时间进行准确预测以 及预防伤及人员有重要意义, 掌握好锂离子电池致 爆时间可以从事故现场及时撤离或采取及时补救措 施,把人员伤亡率或财产损失率降到最低. 本文研究了导致锂离子电池爆炸的原因,介绍 了锂离子电池热失效机理和致爆时间.

1 锂离子电池爆炸失效机理 导致锂离子电池爆炸的原因很多,究其原理主 要是电池内部组件发生化学与电化学反应,放出大 收稿日期:2016鄄12鄄28;

修回日期:2018鄄01鄄02 DOI:10.13234/j.issn.2095鄄2805.2018.6.186 中图分类号:TM912.9;

TM911 文献标志码:A 锂离子电池热失效机理和致爆时间研究综述 任可美

1 ,戴作强

1 ,郑莉莉

1 ,李希超

2 ,冷晓伟

1 (1. 青岛大学机电工程学院动力集成及储能系统工程技术中心,青岛 260071;

2.中国科学院青岛生物能源 与过程研究所,青岛 266101) 摘要:随着锂离子电池的不断推广,锂离子电池的安全性越来越受到关注. 由于工作条件以及工作环境等 的原因,锂离子电池可能工作在一些极端条件如高温、低温下;

或者未按规定使用电池,使其工作在过充、过放、 短路、冲击等极端条件下,这些可能导致电池发生意外如着火或者爆炸等. 从导致锂离子电池爆炸的原因着手, 分类综述研究了锂离子电池致爆机理和爆炸时间. 关键词:综述;

锂离子电池;

爆炸机理;

致爆时间;

加热;

过充;

短路 Review on Thermal Failure Mechanism and Explosion Time of Lithium鄄ion Batteries REN Kemei1 , DAI Zuoqiang1 , ZHENG Lili1 , LI Xichao2 , LENG Xiaowei1 (1. Power & Energy Storage System Research Center, School of Electromechanic Engineering, Qingdao University, Qingdao 260071, China;

2. Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology, Chinese Academy of Sciences, Qingdao 266101, China) Abstract: With the continuous promotion of lithium鄄ion batteries,their safety are attracting more and more attention. When they work under extreme environment conditions,such as high and low temperature,or when they are not used according to regulations,such that they are over鄄charged,over鄄discharged,under short鄄circuit or impact, there will be accidents, e.g., explosion or fire. In this paper, the explosion mechanism and explosion time of lithium鄄ion batteries are classified and reviewed according to several causes to explosion. Keywords: review;

lithium鄄ion battery;

explosion mechanism;

explosion time;

heating;

overcharge;

short鄄circuit 电源学报Journal of Power Supply Vol.16 No.6 Nov.

2018 第16 卷第6期2018 年11 月第6期量的热和气体. 电池内部正、负极活性物质以及电 解液等在正常使用条件甚至滥用条件下均会发生 反应,当反应异常时会导致电池温度升高,加剧内 部反应,生成更多气体与热,电池内部气压升高,最 终致使电池鼓包、着火甚至爆炸[5] . 锂离子电池着火、爆炸均属于电池失效,不同 的电池有不同的失效原因,但最终还是因为电池滥 用生成热,放出气体. 文献[6]总结了锂离子电池的 失效原理,即:电池在 80~90 ℃时是安全的;