磷酸鐵鋰電池?zé)崾Э卦?/strong>鋰離子電池的溫升由產(chǎn)熱量和散熱量之間的熱平衡決定。產(chǎn)熱呈線性變化,當(dāng)散熱率小于熱率。熱量不能充分耗散時,便會產(chǎn)生熱量積累,造成鋰離子電池溫度不斷升高,大電池溫度的升高又加快了發(fā)應(yīng)速率,進而使產(chǎn)熱量大幅增加。當(dāng)熱量累積到一定程度時電池溫度急劇增加,發(fā)生熱失控;當(dāng)散熱率大于產(chǎn)熱率時,電池不吸收熱量,其溫度不升高,故不會發(fā)生熱失控。為更好地理解電池?zé)崾Э?,常用下圖表示其發(fā)生過程。
溫度較高時如F點對應(yīng)的溫度,但由于散熱大于產(chǎn)熱,溫度會不斷下降直至E點對應(yīng)的溫度,直至達到熱平衡狀態(tài);而溫度較低時如E點下方對應(yīng)的溫度,但由于產(chǎn)熱大于散熱,溫度會不斷升高至E點對應(yīng)的溫度,直至達到熱平衡狀態(tài)。但是,在 F 點之上時,產(chǎn)熱率急劇增加,且散熱率遠小于產(chǎn)熱率,將會出現(xiàn)熱失控。曲線2與曲線4有一個交點 D,該點為臨界點。在該點時,產(chǎn)熱等于散熱。高于該點時,產(chǎn)熱遠高于散熱,將發(fā)生熱失控,故該點對應(yīng)的溫度 TNR稱為熱失控觸發(fā)溫度。曲線3與曲線4沒有任何交點,在此種情況下,不可能達到熱平衡的狀態(tài)。而且,此時散熱遠小于產(chǎn)熱,必定會引起熱失控。
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電池?zé)崾Э氐恼T導(dǎo)因素較為復(fù)雜,且鋰離子電池具有較高的溫度敏感性,非常規(guī)工作溫度會導(dǎo)致電池內(nèi)部副反應(yīng)加劇,產(chǎn)熱增加,從而引起電池溫度升高。如果無法及時散熱,電池可能會進入熱失控狀態(tài)。熱量的持續(xù)積累會造成鋰電池溫度的持續(xù)升高,當(dāng)溫度升高到200oC以上時,會誘發(fā)燃燒甚至爆炸等事故。