特斯拉三元锂电池组的爆炸威力有多大?
来源:宝鄂实业
2019-12-14 22:04
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特斯拉三元锂电池组的爆炸威力有多大?三元锂电池粘结剂、导电剂、电极活性物质的燃点很低,操作不容易点燃,经过热失控的热解气体爆炸极限范围大于常见的碳氢化合物气体,和单节锂电池热失控的气体释放量可以达到爆炸下限,那么严重的燃烧爆炸。
特斯拉三元锂电池组的爆炸威力有多大?
三元锂电池。JPG
2016年11月3日凌晨,一辆特斯拉电动汽车发生严重事故,导致整辆车烧毁。这款车撞到了一棵树上,火花引爆了车内的锂电池组,把车撞成了一个巨大的火球。汽车里的三元锂电池撞到了一棵树上,火焰冲上了天空,那就是烟花。
为什么特斯拉会撞车?以高能量密度著称的超级电池可能不得不被搁置一边。电池的能量密度越高,单位体积内储存的能量越多,行驶里程越长。单是世界上300Wh/kg电池能量密度的三元锂电池组。
然而,就安全性而言,三元锂电池并不可靠。在车祸中,外力的冲击会损坏电池的隔膜,导致短路,而短路产生的热量会使电池失去对热量的控制,迅速将温度提高到300℃以上。
三元锂电池组热稳定性差,维持在300℃以下会分解氧分子。当电池中遇到可燃电解液和碳材料时,产生的热量会进一步加剧正极的分解,并在很短的时间内放气。相比之下,另一种广泛使用的磷酸铁锂电池可以持续使用700-800摄氏度,而且在不分解氧分子的情况下更安全。
出于安全考虑,三元锂电池乘用车曾一度无法进入中国工业和信息化部推荐的新能源汽车名单。三元锂电池存在许多缺陷,其安全问题十分令人担忧。无论是从化学结构上,还是从电池结构上,三元材料都很容易被加热。如果热量不能及时传递,电池就有爆炸的危险。
当三元锂电池失控后,热量迅速释放,一分钟内锂电池内70%的能量释放出来。火焰温度高或快,电池形成的火焰会从正极喷出,导致电池周围的连锁反应失去控制,从而导致火灾发生后迅速剧烈燃烧。高达800℃以上的火焰(传统汽油车约400℃)容易点燃汽车内部或其他部件,而电池扁平在汽车底盘上,分布广泛,影响较大。
特斯拉的三元锂电池难以燃烧和灭火。当锂电池失控时,通常会伴随着大量的白烟、高温、低能见度和大量的腐蚀性气体,使消防人员难以进行灭火。由于电池内部组件提供燃料和氧化剂,干粉、泡沫等常规灭火剂无法扑灭电池火灾。
解决这个问题容易分解和容易通货紧缩的三元锂电池,一个是身体减压,另一种是氧化层,提高了负极材料的分解温度,可以给足够的时间压力安全阀,以破灭,充分释放压力,以免爆发立即火。