電誘因主要由過(guò)充電、電池內(nèi)短路及電池老化造成，這其中涉及電池制造工藝、BMS管理機(jī)制和日常用車充電習(xí)慣等因素，如果從用車角度出發(fā)大家常接觸的場(chǎng)景就是低溫充電和快充。
■過(guò)充導(dǎo)致負(fù)極析鋰，內(nèi)阻增大，溫度加速上升
在電池管理系統(tǒng)的監(jiān)控下，電池通常不會(huì)出現(xiàn)過(guò)充現(xiàn)象，不過(guò)萬(wàn)一系統(tǒng)失效發(fā)生大幅過(guò)充的情況，電池就危險(xiǎn)了。
與此前我們講過(guò)的電池?zé)崾Э剡^(guò)程部分一樣，過(guò)充將導(dǎo)致電池負(fù)極析鋰，內(nèi)阻增大，甚至在高電壓下電解液發(fā)生分解，電池開(kāi)始破裂，直至發(fā)生熱失控。
實(shí)驗(yàn)表明，電池過(guò)充引發(fā)的枝晶生長(zhǎng)刺破隔膜是引發(fā)電池內(nèi)短路發(fā)生自燃的罪魁禍?zhǔn)字弧?/p>
有組數(shù)據(jù)可以分享給大家：
當(dāng)SOC過(guò)充到120%以上，電池負(fù)極析鋰明顯，內(nèi)阻增加。
當(dāng)SOC過(guò)充到140%以上，電解液將在高電壓下分解，加速溫度升高，電池開(kāi)始膨脹。
當(dāng)SOC過(guò)充到160%以上，電池開(kāi)始破裂最終導(dǎo)致熱失控發(fā)生。
■"負(fù)極析鋰"是啥意思？
動(dòng)力電池在充電過(guò)程中，鋰離子會(huì)從正極脫嵌并嵌入負(fù)極中。但一些異常狀況會(huì)造成從正極脫嵌的鋰離子無(wú)法嵌入負(fù)極，鋰離子就只能析出在負(fù)極表面，從而形成一層灰色的物質(zhì)，叫做析鋰。
而負(fù)極析鋰正是造成鋰離子電池安全的重要誘因，導(dǎo)致負(fù)極析鋰的因素很多，例如正負(fù)極冗余度設(shè)計(jì)不足，電池低溫充電，充電電流過(guò)大等因素都可能會(huì)導(dǎo)致負(fù)極析鋰，不當(dāng)快充是引起動(dòng)力電池析鋰的主要原因。
負(fù)極析鋰不僅會(huì)導(dǎo)致鋰離子電池可以利用的鋰資源變少，還會(huì)在負(fù)極形成鋰枝晶，鋰枝晶隨著鋰離子電池的循環(huán)不斷生長(zhǎng)，最終會(huì)穿透隔膜，引起正負(fù)極短路。
■鋰枝晶長(zhǎng)啥樣？
鋰枝晶的生長(zhǎng)機(jī)理涉及電化學(xué)、晶體學(xué)、動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)等領(lǐng)域，十分復(fù)雜，因此至今也沒(méi)有一種普適性的枝晶生長(zhǎng)理論。鋰枝晶在不同的電池環(huán)境、不同的時(shí)刻所呈現(xiàn)的形貌有所不同，常見(jiàn)的類型有無(wú)分叉、團(tuán)簇狀及可見(jiàn)明顯分叉結(jié)構(gòu)，明顯分叉結(jié)構(gòu)也是最危險(xiǎn)的枝晶結(jié)構(gòu)。
■電池制造過(guò)程中的小問(wèn)題也可能變成最后一根稻草
導(dǎo)致電池內(nèi)短路主要有兩方面原因，制作過(guò)程中的粗制濫造和不良用車習(xí)慣的日積月累。涉及制造過(guò)程的問(wèn)題主要有材料金屬雜質(zhì)、隔膜表面導(dǎo)電粉塵、極片毛刺、電解液分布不均等。
用車不良習(xí)慣主要包含低溫充電、頻繁過(guò)度使用快充及高溫等環(huán)境造成的隔膜疲勞損壞，這個(gè)剛才已經(jīng)提到多次。相對(duì)來(lái)說(shuō)，工藝及材料引起的短路容易避免，但用車過(guò)程中造成的短路和局部過(guò)充無(wú)法限制。
需要說(shuō)明的是，現(xiàn)有針對(duì)電池?zé)崾Э氐臋z測(cè)和研究往往只針對(duì)新電池，而對(duì)于電池使用后造成的老化方面的安全規(guī)律我們?nèi)灾跎伲@就為電池梯次利用帶來(lái)了挑戰(zhàn)。
■如何避免內(nèi)短路呢？
對(duì)車企而言，需要盡量選擇電池材料、制造環(huán)境過(guò)硬的生產(chǎn)商制造的產(chǎn)品，此外在BMS電池管理系統(tǒng)層面做好充電控制，防止析鋰導(dǎo)致的鋰枝晶形成。對(duì)車主而言，要養(yǎng)成良好的充電習(xí)慣，降低事故風(fēng)險(xiǎn)。
用車小貼士：
日常車輛充滿電后請(qǐng)及時(shí)拔下充電槍，避免低溫充電，并盡可能選擇慢充，養(yǎng)成淺充淺放的習(xí)慣。
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