【導讀】鋰離子電池發(fā)生事故80%的原因是短路，短路后引起電池起火、爆炸事故頻現(xiàn)報端動力鋰電池安全問題再次被推至輿論的風口浪尖。短路之所以會引致更嚴重后果與“熱失控”現(xiàn)象有關。
電池材料的熱穩(wěn)定性一直是動力鋰電池安全性的重要因素和負極材料相比正極材料能量密度和功率密度低其與電解液的熱反應也被認為是電池熱失控發(fā)展的主要誘因。因此尋找熱穩(wěn)定性較好的正極材料成為動力鋰電池的關鍵。
從本質(zhì)上而言，“熱失控”是一個能量正反饋循環(huán)過程：升高的溫度會導致系統(tǒng)變熱，系統(tǒng)變熱升高溫度，這又反過來又讓系統(tǒng)變得更熱。熱失控是很常見的現(xiàn)象，從混凝土養(yǎng)護到恒星爆炸，都有可能會出現(xiàn)熱失控。
鋰離子電池出現(xiàn)熱失控的原因有如下幾種：
1、經(jīng)常過充。
2、未經(jīng)授權(quán)改裝外殼。
3、環(huán)境溫度超過60°C。
4、隔離鋰離子電池負極和正極的隔膜出現(xiàn)的撕裂會導致短路，而短路往往又會引起熱崩潰。
參與“熱失控”反應的是鋰電池中的氧化鈷化學物。加熱這種化學物達到一定溫度，它就開始自發(fā)熱，然后發(fā)展成起火和爆炸。在某些情況下，這種有機電解液釋放壓力會導致電池破裂。如果暴露在高溫環(huán)境下，或者是遇到火花，它也有可能會燃燒。
熱失控發(fā)生的概率與鋰電池基數(shù)有關，中日韓三國鋰電池產(chǎn)量都是逐年增長的，特別是在應用較廣的手機/筆記本電腦領域，電池事故發(fā)生好象更多一些。2006年到2011年間多家大型電子企業(yè)都發(fā)生過相關事件，自進入2012年之后，小型電子產(chǎn)品中發(fā)生較少，但是在大型應用，比如飛機上的事故卻常見報道，這說明了以下現(xiàn)象。
熱失控現(xiàn)象及其強度與鋰電池的大小、配置和電池單元的數(shù)量有關。小型鋰電池組只有幾個鋰電池單元，所以熱失控從有問題的電池單元傳播到其他單元的機會相對較低。而波音787巨大的電池組就是另外一回事了：它們裝在密封的金屬盒里，不能排放余熱，當一個電池單元熱到足以點燃電解質(zhì)時，其余的電池單元就會迅速跟進。
電池充電時，金屬鋰的表面沉積非常容易聚結(jié)成枝杈狀鋰枝晶，從而刺穿隔膜，造成正負極直接短路。而且，金屬鋰非常活潑，可直接和電解液反應放熱，其熔點又很低，即使表面金屬鋰枝晶沒有刺穿隔膜，只要溫度稍高，金屬鋰就會溶解，從而引發(fā)短路。材料發(fā)生氧化還原熱反應的溫度越高，表明其氧化能力越弱，正極材料的氧化能力越強，發(fā)生反應就越劇烈，也越容易引發(fā)安全事故。
無論大小鋰電池組都需要定期保養(yǎng)以延長其壽命，所有的鋰離子電池組通常都應該每36個月左右就更換一次。而且，每當電量降到20％的時候，你就應該對它進行充電，過度放電會損壞鋰電池，從而增加“熱失控”及其他事故的可能性。
