对于车载动力电池来说(与手机电池等3C消费级电池不同),电池的“外壳”有两层含义:
①是在电池pack层面的“外壳”,这个铝合金/钢制“外壳”将电池的20~9000个“电芯”包裹在其中;
②是在电芯层面的“外壳”,这个铝合金/铝塑膜“外壳”将电芯的“极芯”包裹在其中;
“极芯” = 正极片 + 负极片 + 隔膜 + 电解液。
第①个层面的外壳底部与其中的20~9000个“电芯”之间不是直接接触,而是存在XX毫米的空间距离,用于放置电芯支架、冷却回路、排气通道、管路走线等部件,
所以当外部撞击造成第①个层面的外壳破裂时,第②个层面的外壳不一定受到了损伤。
1.如果只有第①个层面的外壳破裂,第②个层面的外壳没有破裂,
那么此时电池pack中进入空气后,电池仍可以正常运行;
电池pack中如果进入水流,此时发生的就是“外短路”,
“外短路”持续一段时间后会引发高压拉弧起火,并引起“电芯”热失控;
海南的那次刀片电池进水后起火事故、唐DMi的壳体进水导致起火召回都是这种场景。
在这种场景下,刀片“电芯”热失控后的热辐射剧烈程度会低于三元锂“电芯”。
例如海南那一个进水起火的刀片电池,在起火后就被在场人员用灭火器扑灭了(4S门店中有规范的灭火器存储),电池甚至还保持基本完好的外观状态(附图1),大部分电芯都没有被烧毁;如果是三元锂电池,在起火后可能会有更大的烧毁范围。
2.如果第①个层面的外壳发生了破裂,第②个层面的外壳也发生了破裂,
由于第②个层面的外壳与内部的正负极片、隔膜紧密接触,并且极片的厚度仅有80~180微米,隔膜的厚度仅有7~20微米,
所以第②个层面的外壳破裂必然导致内部的正负极片、隔膜发生破裂,
而正负极片、隔膜发生破裂,也就是“正负极片发生了短路”。
此时与是否接触空气或水无关,即使没有空气或水,“电芯”也已经发生了“内短路”。
“电芯”发生“内短路”之后的结果,就是“电芯针刺实验”所复现的结果。
单个三元锂电芯在这种“内短路”情况下,会在短时间之内爆燃,燃烧温度达到800~1400℃;单个刀片电芯在这种“内短路”情况下,不会发生起火,温度<60℃。
单个“电芯”发生“内短路”之后的火势/热量可能会被电池pack中的防火材料闷住;
多个“电芯”发生“内短路”之后的热辐射传播速度,则取决于每个“电芯”所散发的热量值大小和电池pack中的防火材料被烧穿的速度。
对于手机电池等3C消费级电池,它们没有pack层面的“外壳”,只有第②个层面的外壳。
大部分3C消费级电池都是三元锂电池,所以它们在被外力破裂“外壳”后,会迅速起火燃烧。(这就是车载动力电池的第2.种外壳破裂场景)
【 在 west 的大作中提到: 】
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: 外壳破裂后,刀片电池的磷酸铁锂材料,遇到空气或者水都不会马上燃烧,三元锂一旦暴露空气或水就会爆燃,安全性差好多
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: 【 在 winsen 的大作中提到: 】
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修改:FHWYSH FROM 106.225.210.*
FROM 106.225.210.*