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Causes, dangers et mesures préventives de la combustion des piles

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Causes, dangers et mesures préventives de la combustion des piles

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Ce passage résume le mécanisme de l'emballement thermique et les mesures préventives, qui ont été appliquées dans la conception et la fabrication de tous les systèmes de batteries. Cependant, dans la pratique, les différents systèmes de matériaux ont des caractéristiques chimiques différentes, de sorte que le mécanisme d'emballement thermique du cœur de la batterie est différent. Différentes conceptions de systèmes conduiront également à différents risques au niveau du système et à différentes solutions.

Parmi ceux-ci, l'explosion est le système de batterie d'alimentation le plus souvent nuisible aux performances, causée par l'impact, est plus grave, et peut non seulement causer des pertes matérielles et des dommages environnementaux, mais aussi des blessures corporelles ou des dangers pour la vie.

Les causes possibles de combustion ou d'explosion d'un système de batterie sont les suivantes :

La réaction exothermique latérale de la batterie (cellule) entraîne un emballement thermique et enflamme l'électrolyte et d'autres substances combustibles ;

1、La résistance de connexion locale du circuit haute tension du système de batterie électrique est trop importante, et lorsqu'un courant important le traverse, la température augmente jusqu'à la température du point d'ignition, enflammant les matières combustibles à l'intérieur du système de batterie électrique.

2、Court-circuit externe : l'explosion de combustion causée par le court-circuit externe de la batterie inférieure à 1Ah n'est pas courante. Il s'agit généralement d'un gonflement ou d'une brûlure de l'oreille polaire, et la combustion est causée par le court-circuit externe de la batterie d'alimentation ou de la batterie de téléphone portable de grande capacité. Certains utilisateurs utilisent par erreur des batteries - isolation externe métallique de l'oreille, ne considèrent pas que la fumée apparaîtra sur les lieux de la batterie installée, combustion d'une situation anormale, structure de la batterie d'alimentation mesures fixes également des défaillances communes (mal considéré), dans le processus des utilisateurs, la batterie pack isolation externe film protecteur endommagé causé par le balancement ou les câbles endommagé la peau, finalement conduire à un court-circuit brûlant, la température interne du système de batterie d'alimentation continue d'augmenter, atteignant la température du point d'ignition, l'inflammation de la matière combustible interne.

3、Court-circuit interne : des défauts de structure ou de processus entraînent l'insertion de l'oreille polaire, un surplus d'emballage de la membrane trop faible, des bavures, etc. L'insertion de l'oreille polaire se produit souvent dans la structure de la batterie arrière et du parallèle interne, l'isolation de l'oreille polaire n'est pas en place, et il est facile de conduire à un court-circuit interne aigu et à une combustion ou une explosion dans la plaque de protection du produit suivant ou dans le processus d'utilisation, mais maintenant cette situation est relativement rare, en plus des facteurs de force externes.

Batterie

D'après l'analyse de l'utilisation des véhicules électriques, la probabilité de la première situation est élevée et le coefficient de risque est également élevé. L'emballement thermique causé par la réaction exothermique latérale de la cellule de la batterie est la principale raison de la combustion ou de l'explosion du système de batterie d'alimentation.

Les principales réactions exothermiques dans les batteries lithium-ion sont les suivantes :

La plage de température de décomposition du film ESI est de 90~120℃.

La température de réaction de l'électrode négative et de l'électrolyte atteint plus de 120℃ ;

Décomposition de l'électrolyte, la température est d'environ 200℃ ;

La réaction entre l'électrode positive et l'électrolyte s'accompagne de la décomposition de l'électrode positive et de la précipitation de l'oxygène. La plage de température est de 180~500℃.

L'électrode négative réagit avec le liant à environ 240 degrés.

L'emballement thermique du cœur (combustion, explosion) est la cause fondamentale de la réaction exothermique à l'intérieur de la cellule qui conduit à l'accumulation de chaleur, le taux d'échange de chaleur externe de la cellule est inférieur au taux d'accumulation de chaleur, la température continue d'augmenter, directement à la température du point d'ignition, provoquant la combustion et l'explosion.

Le processus thermique à l'intérieur de la cellule suit le principe de la conservation de l'énergie : Qp = Qe + Qa

Dans cette formule, Qp est la chaleur générée par diverses réactions négatives à l'intérieur de la cellule, Qe est la chaleur échangée entre la cellule et l'environnement, à savoir la dissipation de la chaleur, et Qa est la chaleur absorbée et accumulée par le télécom lui-même. Si QE ≥ QP, QA est négatif ou nul, la température à l'intérieur de la cellule n'augmentera pas et l'emballement thermique ne se produira pas.

L'analyse ci-dessus montre que si la réaction exothermique à l'intérieur de la cellule ne peut être bloquée, la température à l'intérieur de la télécommunication augmentera jusqu'à ce que l'emballement thermique se produise.

Si vous souhaitez réduire le risque d'explosion des batteries, vous pouvez prendre les mesures suivantes :

1、Prendre les mesures de protection nécessaires pour réduire la probabilité d'occurrence des facteurs externes soudains. Par exemple, sélectionnez un équipement de test de batterie professionnel pour effectuer des tests de batterie professionnels tels que la surcharge, la surdécharge, la surchauffe, le court-circuit, l'extrusion, la perforation, etc. Il est notamment recommandé d'utiliser le testeur de charge et de décharge de la batterie pour tester la surcharge et la décharge excessive de la batterie. Le test de court-circuit de la batterie est recommandé pour utiliser le testeur interne et externe de la batterie ; l'extrusion et la perforation de la batterie sont recommandées pour utiliser une machine à tester les aiguilles. Bien sûr, en fonction de la taille de la batterie, il est nécessaire de choisir la taille appropriée de la machine de test de batterie, si le test du pack de batterie nécessite l'utilisation d'une machine de test de batterie de type walk-in.

2、Bloquer le processus de rétroaction positive des réactions secondaires exothermiques, par exemple en utilisant le processus de fusible Bunding dans le module PACK, ou en ajoutant un matériau PTC entre les matériaux des électrodes positives et négatives et le collecteur de fluide ;

3、réduire la chaleur générée par les réactions secondaires exothermiques, par exemple en choisissant un matériau de cathode à base de phosphate de fer lithié, en modifiant la composition du solvant organique de l'électrolyte, etc ;

4、améliorer la température du point d'ignition, par exemple en ajoutant des matériaux ignifuges dans l'électrolyte, en choisissant un diaphragme en céramique, etc ;

5、 améliorer la capacité de dissipation de la chaleur, éviter l'accumulation de chaleur, comme la batterie Lilang utilisant une conception de refroidissement liquide efficace, il existe des solutions individuelles pour l'ensemble de la batterie, immergée dans le liquide de refroidissement.

Le mécanisme d'emballement thermique et les mesures préventives résumées ci-dessus ont été mis en œuvre dans la conception et la fabrication de tous les systèmes de batterie. Cependant, dans la pratique, les différents systèmes de matériaux ont des caractéristiques chimiques différentes, de sorte que le mécanisme d'emballement thermique du cœur de la batterie est différent. Différentes conceptions de systèmes conduiront également à différents risques et solutions au niveau du système.

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