IT|电动车室内充电有人看着就可以?别再有侥幸心理了( 二 )


当环境温度为A时,可以预期E点是一个平衡点 。对于曲线1来说,当温度超过E点对应的温度,此时与环境交换热量的速率会大于自身的产热,所以温度会降到E点对应的温度 。
相反,温度小于E对应的温度时,由于体系产热大于热量交换,所以温度会升高到E点所对应的温度 。
当环境温度升高到B时,此时2和4只有一个交点D,这是一个临界点,热量交换速率和电池自身的产热速率是相同的 。此时,系统的温度一旦因扰动而升高,就会发生热失控 。
这时的临界平衡温度被称为“不返回温度”(Temperature of No Return) 。
一旦电池超过了“不返回温度”TNR,锂离子电池系统就会进入热失控的状态 。
因此,我们可以分析出大多数热失控的原因——锂离子电池因为某些原因温度升高,从而使得电池温度超过了“不返回温度”TNR,进而引发剧烈的化学反应,发生热失控 。
Part.2
锂离子电池在热失控时会发生什么?
电池温度升高过程中,发生的化学反应是阶段性的 。分别会在升温过程中发生SEI的分解(89.06℃)、隔膜熔化(127.79℃)、正负极短路(129.35℃),钴酸锂歧化反应(158.08℃)、负极和电解液反应(169.16℃),钴酸锂进一步分解(188.29℃)和最后电池内的所有物质被氧化(220.65℃) 。
其中正负极短路过程中释放的热量最多,高能量密度电池储藏的能量在瞬间释放出来的后果是惊人的 。
热失控时,锂离子电池会产生甲烷、一氧化碳、乙烯和甲醚以及可燃的电解液蒸汽 。
有报道认为,电解液中的阴离子是电池在热失控过程中的释放刺激性气体的原因,如:氟化氢和二氧化硫 。
在62平米的封闭场所内,仅仅20mL的商用电解液所产生的氟化氢就能够达到人体的暴露极限 。所以,锂离子电池的危险之处不光在于爆炸或燃烧放出来的热量,更在于电池热失控时释放出来的有害气体,这会导致人昏迷、窒息,失去行动能力 。
此外,电池因为热失控发生破裂时,会喷射出可燃性的气体和气溶胶,进而产生喷射状的火焰,让人无法靠近 。
Part.3
电池更容易在室内爆炸?
在新闻中,时常会看到室内充电引起的事故,所以很多人以为电池更容易在室内爆炸,这其实是错误的认识 。
大家看看数据:2021年以来,北京市电动自行车共发生火灾433起,亡13人 。如果单看起火区域,室外有355起,室内有78起 。所以电动车电池出事不是挑地点的 。
但是,电池在室内爆炸危险更大,也更容易导致人员伤亡 。
一方面,室内锂离子电池发生起火时会导致建筑起火,火势也更不容易控制 。
另一方面,电池在室内燃烧释放出的刺激性气体和颗粒物,在封闭空间内逸散不开 。现场人员很容易吸入大量有害物质,造成窒息、眩晕、失去行动力,如果险情发生在人睡梦时,则更为危险 。

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