سلامةبطاريات الليثيومهي واحدة من أكثر القضايا أهمية بالنسبة لـبطاريات الطاقة. ترتبط سلامة البطارية كثيرًا بتصميم حزمة البطارية وظروف استخدامها. بالنسبة إلىخلية البطارية، لا تتعلق السلامة فقط بمواد القطب الموجب ، ولكن أيضًا بالقطب السالب والفاصل والإلكتروليت.
عملية الهروب الحراري لبطارية ليثيوم أيون:
يحدث الهروب الحراري للبطارية بسبب حقيقة أن معدل توليد الحرارة للبطارية أعلى بكثير من معدل تبديد الحرارة ، وتتراكم كمية كبيرة من الحرارة ولا تتبدد بمرور الوقت. المضمون،"هارب الحراري"هي عملية دورة تغذية مرتدة إيجابية للطاقة: تؤدي زيادة درجة الحرارة إلى ارتفاع درجة حرارة النظام ، وبالتالي ترتفع درجة الحرارة ، مما يؤدي بدوره إلى زيادة سخونة النظام.&نبسب;
بدون تقسيم صارم ، يمكن تقسيم الهروب الحراري للبطارية إلى ثلاث مراحل:
المرحلة 1: مرحلة الهروب الحراري الداخلي للبطارية
بسبب قصر الدائرة الداخلية أو التسخين الخارجي أو التسخين الذاتي للبطارية نفسها أثناء الشحن والتفريغ بالتيار العالي ، ترتفع درجة الحرارة الداخلية للبطارية إلى حوالي 90 درجة مئوية إلى 100 درجة مئوية ، ويبدأ ملح الليثيوم LiPF6 في التحلل ؛ النشاط الكيميائي للقطب سالب الكربون في الحالة المشحونة مرتفع للغاية. بالقرب من الليثيوم المعدني ، يتحلل فيلم يكون الموجود على السطح عند درجة حرارة عالية ، وسوف تتفاعل أيونات الليثيوم المضمنة في الجرافيت مع الإلكتروليت والموثق ، مما يؤدي إلى زيادة درجة حرارة البطارية حتى 150 درجة مئوية ، ويحدث تفاعل طارد للحرارة عنيف جديد عند درجة الحرارة هذه ، على سبيل المثال ، تتحلل كمية كبيرة من الإلكتروليت لتوليد PF5 ، كما يحفز PF5 تفاعل تحلل المذيبات العضوية.
المرحلة 2: مرحلة انتفاخ البطارية
عندما تصل درجة حرارة البطارية إلى أكثر من 200 درجة مئوية ، تتحلل مادة القطب الموجب ، وتطلق كمية كبيرة من الحرارة والغاز ، وتستمر في التسخين. عند 250-350 درجة مئوية ، يبدأ القطب السالب المقسم بالليثيوم في التفاعل مع المنحل بالكهرباء.
المرحلة 3: الهروب الحراري للبطارية ، مرحلة فشل الانفجار
أثناء التفاعل ، تبدأ مادة القطب الموجب في الحالة المشحونة في الخضوع لتفاعل تحلل عنيف ، ويخضع الإلكتروليت لتفاعل أكسدة عنيف ، مما يؤدي إلى إطلاق كمية كبيرة من الحرارة ، وتوليد درجة حرارة عالية وكمية كبيرة من الغاز ، وتحترق البطارية وينفجر.