Können sich Lithiumbatterien in Elektroautos spontan entzünden?

Neue Energiefahrzeuge mit Lithiumbatterien als energiespeicher sind mittlerweile zum Mainstream des Marktes geworden. Mit der Förderung und Anwendung neuer Energiefahrzeuge sind jedoch das Problem der Selbstverbrennung von Lithiumbatterien und die Sicherheit der Fahrzeugnutzung zu Bedenken geworden.

Warum entzündet sich die Lithiumbatterie spontan? Können Elektroautos sicher und sicher eingesetzt werden? Der kleine Redakteur kämmte für alle.

Das Prinzip der Selbstentzündung

Lithium ist das aktivste Metall der Welt. Lithium-Ionen-Batterien haben eine hohe Dichte an geringer Kapazität und eine hohe Energiedichte, was sie zur ersten Wahl für Elektrofahrzeuge macht. Lithium-Ionen-Batterien verwenden Lithium-Ionen-Gewinn- und Verlustelektronen und Migrationsaggregation, um elektrische Energie in ihrer Arbeit zu speichern.

Wenn die Batterie aufgeladen wird, verliert das Lithiumatom im positiven Pol Elektronen und wird zu einem Lithiumion, was zu einer Potentialdifferenz führt. Lithiumionen in elektrolytischen Medien reichern sich unter Einwirkung der Potentialdifferenz an negativen Polen an. Bei der Entladung wird das gesamte Programm umgekehrt. Der gesamte Arbeitsprozess wird durch den Verlust und Verlust von Lithiummetallen in der Elektrode und die Migration von Elektronen und Lithiumionen im Elektrolyten erreicht.

Die chemischen Eigenschaften von Lithium sind jedoch zu aktiv. Lithiummetall ist Luft ausgesetzt und erzeugt eine heftige Oxidationsreaktion mit Sauerstoff, die zu Verbrennung und Explosion führt.

Daher haben Wissenschaftler bei der praktischen Anwendung von Lithiumbatterien ihr Bestes versucht, die Umwandlung von Lithiumionen in Lithiummetalle in Elektrolyten zu verhindern und Lithiummetalle in Graphit oder Lithiumverbindungen zu binden. Lithiumeisenphosphat und Lithiumkobaltsäure sind Materialien, die Lithiumatome speichern.

Gleichzeitig wurde eine Reihe von Schutzmaßnahmen getroffen, um zu verhindern, dass Luft in das Innere der Batterie gelangt. Dies führt dazu, dass Lithiummetall ohne Kontakt mit Sauerstoff explodiert.

Im Gebrauch ist der Grund, warum sich Lithiumbatterien spontan entzünden, die Tatsache, dass die Schutzmaßnahmen nicht vorhanden sind oder schwerwiegende äußere Kräfte zerstört werden, was zum Versagen des Schutzes führt und dazu führt, dass das Metalllithium die Luft berührt.

Gemeinsame Schutzmaßnahmen

Schalenschutz. Um das Eindringen von Luft zu verhindern, sind Lithiumbatterien in geschlossenen Behältern eingeschlossen und normalerweise mit Edelstahlschalen und Aluminiumlegierungsschalen ausgestattet, um Schäden durch äußere Kräfte zu vermeiden. Zum Beispiel verwenden die Elektrofahrzeuge von Tesla sogar Titan-Schutzbleche, um Schäden an Batteriebehältern im Auto zu vermeiden, insbesondere bei Verkehrsunfällen.

Die Membran blockiert den Schutz und verhindert gleichzeitig die Zerstörung durch äußere Kräfte, verhindert aber auch Schäden durch das Innere der Batterie.

Um zu verhindern, dass sich die positiven und negativen Pole der Batterie direkt berühren und kurzschließen, befindet sich normalerweise eine Schicht der Membran in der Batterie, die einerseits die positiven und negativen Pole trennt und andererseits das Laden ermöglicht Ionen passieren.

Bei Lithiumbatterien erfüllt die Membran jedoch auch eine andere Schutzfunktion. Wenn die Batterietemperatur zu hoch ist, schließt sich der Membranspalt automatisch, so dass sich Lithiumionen nicht kreuzen können, wodurch die gesamte Batteriereaktion beendet wird. Dies verhindert, dass die Batterie den Elektrolyten aufgrund hoher Temperaturen verdampft, hohen Druck verursacht und die Batteriedichtungsstruktur zerstört.

Der Überladespannungsschutz verhindert nicht nur das Abschalten der Luft, sondern auch das Austreten von Metalllithium aus der Elektrode.

Wissenschaftler nutzen die nanoskaligen und Gittermechanismen von Elektrodenmaterialien, um das beim Laden und Entladen gebildete metallische Lithium zu speichern und zu verriegeln.

Auf diese Weise gelangen die Sauerstoffmoleküle selbst dann nicht in diese kleinen Zellen, wenn die Batteriehülle zerbrochen ist und Sauerstoff eindringt, da sie zu groß sind, um eine spontane Verbrennung zu vermeiden.

Die Verwendung einer zu hohen Spannung oder ein zu langes Laden nach dem Befüllen kann jedoch zu sehr gefährlichen Schäden an Lithiumbatterien führen.

Nachdem die Ladespannung der Lithiumbatterie höher als die Nennspannung ist (normalerweise 4,2 V), sammeln sich die nachfolgenden Lithiumionen auf der Oberfläche des negativen Elektrodenmaterials an, wenn die Ladung fortgesetzt wird, da die negative Zelle bereits mit Lithiumatomen gefüllt ist. Aufgrund der Polarisation bilden diese Lithiumionen einen Elektronentransfer, bilden metallisches Lithium und dendritische Kristalle wachsen von der negativen Oberfläche zu Lithiumionen.

Dieses metallische Lithium ohne Elektrodenschutz ist einerseits äußerst aktiv und neigt zu Oxidationsreaktionen und Explosionen. Andererseits dringt der gebildete metallische Lithiumkristall in die Membran ein, schließt die positiven und negativen Pole kurz und verursacht Kurzschlüsse und hohe Temperaturen. Bei hohen Temperaturen reißen Materialien wie Elektrolyte unter Bildung von Gas, wodurch das Batteriegehäuse oder das Druckventil anschwillt und platzt, Sauerstoff eindringen und mit Lithiumatomen reagieren kann, die sich auf der negativen Oberfläche ansammeln und dann explodieren.

Stellen Sie beim Laden von Lithiumbatterien unbedingt die Spannungskappe und den Überladeschutz ein. Lithiumbatterien, die von regulären Batterieherstellern hergestellt werden, sind mit solchen Schutzschaltungen ausgestattet. Schalten Sie das Gerät automatisch aus, wenn die Spannung zu hoch oder zu hoch ist.

In der Tat ist eine Selbstentzündung nicht einfach.

Die spontane Verbrennung von Lithiumbatterien ist unter den Schutzbedingungen von qualifiziertem Gehäuse, Membran und Stromkreis keine leichte Aufgabe.

Insbesondere in anorganischen Materialien Lithiumbatterien, beispielsweise Lithiumeisenphosphatbatterien, da die Batterie keine organischen Materialien in der ternären Lithiumbatterie verwendet, selbst wenn das Material innerhalb der Batterie beschädigt und kurzgeschlossen ist, verursacht die resultierende hohe Temperatur keine Das anorganische Material zersetzt sich und erzeugt Hochdruckgas. Die Explosion entzündete sich dann spontan. In Experimenten würden qualifizierte lithium-eisenphosphat-batterien nicht explodieren und natürlich sein, selbst wenn sie in Brennholz (unter 600 ° C) eingelegt würden.

Gleichzeitig, verglichen mit der Situation, in der die Hersteller neuer Energiefahrzeuge die Schutzmaßnahmen bei der tatsächlichen Nutzung von Fahrzeugen in den frühen Stadien der Entwicklung neuer Energiefahrzeuge derzeit nach Jahrzehnten der Exploration und der tatsächlichen nicht verstanden haben Der Einsatz von Millionen neuer Energiefahrzeuge auf der Welt, vom Batteriehersteller bis zum Autohersteller, hat sich genug angesammelt. Erfahrung.

Die Schutzfestigkeit der Hülle der Lithiumbatterie wurde stark verstärkt. Selbst bei schweren Verkehrsunfällen wie dem Zerfall des Fahrzeugs kann der Batterieschutz wirksam sein.

Bei der Auswahl der Batteriemembran sind sich die Hersteller auch der Bedeutung der Verwendung der selbstgeschützten Funktionsmembran voll bewusst. Derzeit haben hochwertige Lithiumbatterieprodukte diese Technologie bereits eingesetzt. Für die Anwendung von elektronischen Schutzgeräten gegen Aufladung ist es seit langem ein nationaler verbindlicher Standard. Qualifizierte elektronische Schutzgeräte und ausgereifte Batteriemanagementsysteme haben die Wahrscheinlichkeit einer spontanen Verbrennung von Lithiumbatterien in Fahrzeugen mit neuer Energie erheblich verringert.

In dem aktuellen Fall, der die Selbstentzündung neuer Energiefahrzeuge verursacht hat, ist keines davon auf die spontane Explosion des Batteriepacks unter normalen Fahrbedingungen zurückzuführen. Die Explosion von mehr Lithiumbatterien in Fahrzeugen mit neuer Energie ist auf äußerst schwere Verkehrsunfälle und unsachgemäße Modifikationen der elektrischen Ausrüstung im Fahrzeug zurückzuführen. In der Hitze von fast tausend Grad wurde die Lithiumbatterie schließlich gezündet.

Für Verbraucher sind Lithium-Ionen-Batterien in Autos mit neuer Energie im Allgemeinen sicher. Es muss jedoch verhindert werden, dass im Falle einer industriellen Explosion die Rohstoffherstellung und die Produktpreiskämpfe der einzelnen Hersteller die Vernachlässigung des Batterieschutzes und die verborgenen Gefahren verursacht haben, die durch die illegale Änderung von Elektrofahrzeugen entstehen.

Die Seite enthält den Inhalt der maschinellen Übersetzung.