钜大LARGE | 点击量:2633次 | 2019年11月21日
电池的内部短路有多可怕?造成热失控分分钟造成自燃事故!
内短路触发热失控
波音787客机曾因电池爆炸起火。在查找事故原因时,发现电极和隔膜上有金属物,产生了内短路。虽然专家无法100%确认热失控是由内短路触发的,但它是最可能的原因,因为找不到其他原因,且内短路没办法浮现。
电池制造杂质、金属颗粒、充放电膨胀的收缩、析锂等都有可能造成内短路。这种内短路是缓慢发生的,时间非常长,而且不知道它什么时候会出现热失控。若进行试验,无法重复验证。目前全世界专家还没有找到能够重复由杂质引起的内短路的过程,都在研究当中。
要解决内短路问题,首先要找到产品品质好的电池厂商,选择电池及电池单体容量;其次对内短路进行安全预测,在没有发生热失控之前,要找到有内短路的单体。
这意味着必须要找到单体的特征参数,可以先从一致性着手。电池是不一致的,内阻也是不一致的,只要找到中间有变异的单体,就可以将其辨别出来。
具体而言,正常的一个电池的等效电路和发生了微短路的等效电路,方程的形式实际上是一样的,只不过正常单体、微短路的单体的参数发生了变化。可以针对这些参数来进行研究,看其在内短路变化中的一些特征。
其中特征之一就是内短路单体的电势差,比较其内阻跟其他单体的差异。欧阳明高提出,研发人员要利用模型来进行单体的辨识。在测出每个单体的电压、电流后,利用这些数据再结合模型,就可以把每个单体的内阻预估出来。再把单体的参数全部预估出来后,根据参数的变化,便可以判断其一致性是否发生了显著性变化。
机械触发热失控
碰撞是典型的机械触发热失控的一种方式。特斯拉屡次发生起火事故就是这个原因。欧阳明高透露,清华大学跟MIT共同合作对特斯拉在美国的碰撞事故进行过分析。如果在实验室进行碰撞的一个仿真,最接近的是针刺。
解决碰撞触发热失控的办法就是做好电池的安全保护设计。而这需要研发人员先了解热失控的发生过程。