影響電池安 全的因素
(一) 電池的品種。
在各種動力電池中, 鋰離子電池的比能量* 高,可能有多種原因引起化學副反應大量放熱,易造成電池內氣壓升高,重則爆炸, 輕則電解液泄漏而易燃燒。鎳氫電池和鉛酸電池的電解液分別是堿性和酸性的水溶液,泄漏時有腐蝕的危險。在充電時會電解水生成氫氣和氧氣。這個問題已經得到較好解決。
(二) 電池的總容量。
電池的總容量=電池的單體數(shù)X 每個單體容量
總容量是與事故概率成正比的基本因素。所以,規(guī)模大的儲能電站比小的危險性大。
為了追求電動汽車的續(xù)駛里程和* 高速度而過多裝載電池, 不僅浪費了能量和材料,價位提升而市場減小,充放電中的熱量更難散發(fā), 而且增加了事故發(fā)生的概率。
這是傳統(tǒng)汽車專家們“燃油車慣性思維”下,不顧電池的特點,盲目追求高指標而誤導出的嚴重安 全隱患。
(三) 電池的比能量
為了追求電動汽車的續(xù)駛里程而提高比能量,現(xiàn)今主要靠提高正極的電壓,是升高事故概率的重要誘因。
正極電壓提高,對有機溶劑的氧化作用增強,助推熱失控的發(fā)生,造成嚴重的安 全隱患。
磷酸鐵鋰和錳酸鋰為正極的電池安 全性高;三元材料中鎳含量越高的,安 全性越低。
(四) 電池的設計水平。
鋰離子電池正極材料如用磷酸亞鐵鋰,安 全性比較高,但也會發(fā)生問題;
負極用硬碳,安 全性可優(yōu)于石墨類; 電解液、隔膜的優(yōu)選均有可能提高電池的安 全性。
但是這些技術往往以犧牲電池的比能量和比功率為代價,應該綜合考慮。
(五) 電池的生產質量。
同樣以磷酸亞鐵鋰做正極的鋰離子電池, 有些廠家生產的電池發(fā)生的事故多些,有的就少些,還有的沒有發(fā)生事故;
同一個廠,改進生產工藝、加強質量管理后,電池發(fā)生事故的概率明顯下降。這些都充分說明提高產品質量對改善安 全性的重要作用。
電池單體的品質還表現(xiàn)在壽命、容量、內阻和自放電率的一致性,它們也與安 全性密切相關。
(六) 使用時間的長短。
也可用充放電次數(shù)或行駛里程來表達此因素。
電池組持續(xù)使用后,各單體的容量下降和內阻升高的程度不同,而且使用時間越長此等差別越大,發(fā)生問題的概率隨之上升。
(七) 安 全措施的有效性。
管理系統(tǒng)是保證電池組正常工作的有效部件,管理系統(tǒng)失靈可能產生嚴重后果。
電池的泄壓機構(安 全閥等) 可有效地防止電池爆炸,其可靠性越高,發(fā)生爆炸的概率越低。
但是,從泄壓機構泄出的電解液或氣體,與空氣相遇后仍有燃燒的危險性,這可能就是軟包裝和塑料殼電池不爆炸而會燃燒的原因。
(八) 使用的合理性。
不按電池組的特性行事,后果嚴重。
目前, 電池組的使用存在快充電、充滿電、放完電、超負載等問題。
過充和過放不僅會損傷電池的壽命,而且也增加發(fā)生事故的危險性。 即使是按標稱容量全充全放,也不應受到鼓勵。
超限的載重和速度均需用過大的電流,電池溫度將陡然上升,如過流保護機構缺失或失靈,將可能觸發(fā)安 全事故的發(fā)生。
(九) 其他因素。
例如,電動汽車對各種意外因素(如對嚴重的撞擊、意外事故危害) 的調控力和適應性等等。
使用易燃的保溫材料,將形成次生火災。
安 全因素控制得好,發(fā)生危險事故的概率就降低。