 热失控是一个长期存在的问题，困扰着像 特斯拉 , 三星 ， 和 波音公司 和小都一样。 波音宣称燃油效率为 20% 的梦想飞机 787 于 2013 年停飞。同年，特斯拉 Model S 起火至少 3 次后接受联邦安全调查。去年，三星召回了 250 万部 Galaxy Note 7 智能手机。 对于这三个各自领域的顶尖企业来说，问题都是一样的——安装在其产品核心作为电源的锂离子电池。特斯拉 Model S、Dreamliner 787 和 Galaxy Note 7 中安装的锂离子电池不断发生爆炸。 为什么锂离子电池会意外爆炸？锂离子电池是多个行业中最常用的电池类型，但是您知道是什么让它们变得危险吗？如果您是一名研究锂离子电池的研究人员，您就会知道大多数锂离子电池爆炸的主要原因之一是热失控。 什么是热失控以及为什么它是电池爆炸的主要原因？ 热失控通常发生在充电过程中。温度迅速升至金属锂的熔点并引起剧烈反应。 热失控的另一个主要原因是其他微小金属颗粒与电池的不同部分接触（这种情况在电池组装过程中经常发生），导致短路。 通常，轻微的短路会导致自放电升高，并且由于放电能量非常低，因此几乎不会产生热量。但是，当足够多的微观金属颗粒聚集在一个点上时，就会发生严重的短路，并且相当大的电流将在正极板和负极板之间流动。 这会导致温度升高，导致热失控，也称为“火焰排气”。 在热失控期间，失效电池的高热量可以传播到下一个电池，导致其也变得热不稳定。在某些情况下，会发生连锁反应，其中每个细胞按照自己的时间表分解。 为什么锂离子电池爆炸是所有人面临的主要问题？您口袋里的智能手机由 锂离子电池 。它们是便携式电子产品中最受欢迎的可充电电池类型之一，因为它们具有高能量密度、微小的记忆效应和低自放电。 除了消费电子产品之外，锂离子电池在军事、电动汽车和航空航天应用中也很受欢迎。例如，锂离子电池已经取代了历史上用于高尔夫球车和多用途车辆的传统铅酸电池。 预计到2022年，全球锂离子电池市场规模将达到462.1亿美元，2016-2022年复合年增长率为10.8%。 对于以如此快的速度成为我们日常生活中不可或缺的一部分的东西来说，如果我们身边有这些电池，我们确实会冒着生命危险。 考虑到它们的应用，它们不容易更换，但如果热失控问题能够得到解决，平衡就会恢复到天堂。 我们如何防止热失控 锂离子电池 ？ 1. 引入阻燃剂 阻燃剂是一种抑制、抑制或延迟火焰产生或防止火势蔓延的化合物。 他们将阻燃剂（通常是溴化合物）微胶囊化在高密度聚乙烯中，并添加水和乙二醇化合物来制备所用的导热液。这里使用二醇化合物作为“防冻剂”（常用的二醇化合物是乙二醇、二甘醇和丙二醇）。 此外，本发明主要是根据EV电池来讨论的。当需要为电动汽车提供动力时，电池会发热。热流体流过容器并流过电池模块。 如果发生过度充电或车祸导致电池刺穿，导热液中的阻燃剂会起到减少火灾危险的作用。更准确地说，当由于火的过热而达到破裂温度时，溴化合物微胶囊破裂。阻燃剂从微胶囊中释放出来，起到控制火势的作用。 2. 使用损坏引发装置 2006年，他们申请了一项与适合防止热失控的高弹性模量聚合物电解质相关的专利（US8703310）。另一组发明人于 2013 年提交了这项专利（即 US'535），涉及使用损坏引发材料或设备来减轻热失控。 更准确地说，他们开发了一种热失控关闭机制，当电池损坏发生时（即热失控开始之前或之后不久），可以通过机械或热（或两者）触发，并在问题开始之前解决问题。 当电池受到冲击或高压（就像我在之前的专利 US'886 中提到的事故）并且其内部结构损坏，导致内部短路时，尤其需要这种预测性或即时对策。 其工作的基本原理是——当机械负载施加到电池上时，损坏引发剂会引发电极的大范围损坏或破坏，从而使内阻显着增加，从而在热失控发生之前就减轻热失控。 在这里他们讨论了两种类型的损害引发者 – 被动伤害引发者 这些引发剂在受到冲击时引发电极中的裂纹或空隙，并且这样的裂纹和/或空隙增加了电极的内部阻抗，并且因此减少了与可能的内部短路相关的热量产生。此类添加剂被称为裂纹或空隙引发剂（CVI）。 电极损坏可能是由于 CVI-电极界面的脱粘或刚度不匹配、CVI 的断裂和破裂等引起的。被动添加剂的例子包括固体或多孔颗粒、固体或中空/多孔纤维和管等，它们可由碳材料例如石墨、碳纳米管、活性炭、炭黑等形成。 主动伤害引发者 这些引发剂可以在机械或热负载下产生显着的体积或形状变化。主动损伤引发剂可以包括实心或多孔颗粒、实心或空心珠、实心或空心/多孔纤维和管等。主动损伤引发剂可以由形状记忆合金形成，例如Ni-Ti、Ni-Ti-Pd、Ni —Ti—Pt等
期间释放的化学物质 热失控 可能有毒，在极端情况下，热失控可能导致电气火灾和/或电池爆炸。电池环境中的环境空气温度也必须保持适当。控制这些因素可以降低潜在的风险 热失控 。 来源：https://www.greyb.com/prevent- Thermal-runaway-problem-li-ion-batteries/ |
