锂离子电池作为一种占主导地位的可充电电池

锂电池,提供优秀的功率密度和长时间的使用寿命,已经成为占主导地位的可充电电池技术在过去的30年。然而,热失控事件,细胞的能量失控(和频繁的暴力)转换成热量,困扰他们的安全记录。

在锂离子电池热失控造成的风险检查在这篇文章中,连同它的原因。

锂离子技术

相比其他商用电池,¹第一个锂离子电池,它首次被引入市场,1991年是一个重大的进步。

可充电锂离子电池提供极高的能量密度和长期使用寿命,明显不同于其他发展中可充电电池技术被广泛使用,取决于通过非水电解质锂离子的传输。

需要能源存储解决方案,可以取代化石燃料汽车和分布式可再生能源发展提供长期储能电网^2、3大幅增加在随后的几年里,气候变化成为一个日益紧迫的问题。

显而易见的选择是锂离子电池,进行了广泛的研究和发展在过去的30年里提高性能和降低成本。⁴

今天,锂离子电池几乎总是首选形式的能量存储为便携式电子设备和电动汽车。他们也经常用于大规模固定能源存储系统。

安全问题和热失控

除了伟大的性能品质,锂离子电池,仍然在很大程度上被认为是安全的。虽然锂离子电池一般都是成功的,热逃亡和灾难性的电池故障继续瘟疫。

化学家可能引用热失控的作为不放热的连锁反应。欧洲杯足球竞彩材料可以体验放热分解在几毫秒时细胞的温度上升。当这种情况发生时,其他电池变得激烈,可以开始打破。

过了一段时间,电池开始升温速度比它可以热释放到周围的空气。失去稳定时,电池的温度就会成指数级增长,所有的电池剩余的热、化学和电化学能量释放到环境中。⁵

根据测试、机械故障、收费过高、高温、或内部短路⁶只是一些机制,可能导致热失控。

减轻热失控的事件

电池的“虐待”一词,包括热滥用,机械虐待,虐待和电化学,经常用于研究来描述热失控的事件。事实上,一些常见的技术经常用于实验室测试故意引起热失控,比如通过刺穿或过热的一个细胞。

这些测试程序有效地引起热失控,但他们并没有准确反映电池故障,发生在现实世界中。事实上,外部的实验室,很大一部分热失控的事件似乎不相关的任何形式的系统“滥用”或公开的压力因素。⁷

在加拿大蒙特利尔的一个著名的例子发生热失控的电子汽车的电池。⁸车停在主人的车库时的事件;既不收费,也不动。

车库有一个烟雾探测器,但才发现热失控的整个爆炸,摧毁了感烟探测器和发送车库门飞到街上。

不幸的是,没有缺少类似的案例研究。^9、10风险不仅仅是电动汽车——4名消防员受伤在爆炸引起的锂离子储能系统(ESS)在亚利桑那州2019年4月,尽管设备符合所有相关的标准调试的时候。

尽管罕见,热失控的事件被认为是严重的问题由于其严重性。没有明显原因的大量的热失控的事件凸显了需要更强大的监控和检测技术。

引用和进一步阅读

1. 索尼集团门户|锂离子可充电电池。# block3 https://www.sony.com/en/sonyinfo/corporateinfo/history/sonyhistory/2 - 13. - html。
2. 罗伯茨,b &桑德伯格,c .储能的作用在智能电网的发展。IEEE学报》99年,1139 - 1144 (2011)。
3. 李米。陆,J。、陈、z和胺,k . 30年的锂离子电池。放置板牙。30.,1800561 (2018)。
4. 电池的价格已经在过去的三十年里下降了97%。我们的世界在数据https://ourworldindata.org/battery-price-decline。
5. 电池在线|热失控:了解基本面来确保安全的电池。https://www.batterypoweronline.com/news/thermal-runaway-understanding-the-fundamentals-to-ensure-safer-batteries/(2019)。
6. 冯,X。任,D。他x &欧阳,m .减轻锂离子电池热失控。焦耳4,743 - 770 (2020)。
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8. 新闻·c·b·c .尽管Ile-Bizard爆炸,专家说电动汽车更安全比其他| CBC新闻。加拿大广播公司https://www.cbc.ca/news/canada/montreal/experts-say-electric-cars-safer-than-others-1。5230969 (2019)。
9. O 'Kane美国保时捷Taycan着火在佛罗里达州。边缘https://www.theverge.com/2020/2/18/21142123/porsche-taycan-electric-ev-fire-florida(2020)。
10. 兰伯特·特斯拉汽车着火了,而在增压器车站插入。Electrekhttps://electrek.co/2019/06/01/tesla-fire-supercharger/(2019)。

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