Big Battery Safety锂电池安全性.ppt

* * * * Big Battery Safety 1. 锂电池像个煤气罐 类似煤气罐，里面多是易燃气体。 气体主要有CxHy（烷类气体）, CO, CO2, H2, 高温时刻有氧气。 最低点燃温度305℃， 电解液的点燃温度是400℃， 可被点燃。 磷酸铁锂在800℃以上释放氧气, 钴酸锂、三元材料在300～500℃释放氧气。 分子式 H2 CO CO2 CH4 C2H4 C2H2 C2H6 C3H6 C3H8 名称 氢气 一氧化碳 无 甲烷 乙烯 乙炔 乙烷 环丙烷 丙烷 闪点（℃） -50 -50 　 -188 　 -18 -50 -6 -104 沸点（℃） -253 -192 -78 -162 -104 -84 -89 -33 -42 燃烧性 极度易燃 极度易燃 不燃 极度易燃 极度易燃 极度易燃 极度易燃 极度易燃 极度易燃 燃点（℃） 400 641 NO 538 425 305 472 500 450 爆炸下限 4% 　 NO 5% 3% 2% 3% 2% 2% 爆炸上限 74% 　 NO 15% 36% 72% 16% 10% 10% 闪点： 液体或气体可以被电火花点燃的最低温度值。 当闪点低于28℃（空调温度）为甲类； 当闪点在(28，60℃阳光下地面温度)为乙类。甲类，乙类都是易燃溶剂（气体）。 如果闪点和沸点都低于0℃， 就属于极度易燃。 爆炸上（下）限： 气体成分达到多少后， 可以点燃和发生爆炸。 2. 锂电池的着火点 短路点。 或喷气口。 短路点有： 1.1 外部短路点（如碰到金属后极柱短路） 1.2 挤压、跌落造成的内部短路点 1.3 穿钉测试的针刺点 软包装电池 顶封、侧封强度 42N左右; Degass边封装强度15N左右。 从degass边安全泄压。 安全性能好。 ＋ ＋ － 短路发热点 针刺、挤压短路发热点 泄气口 案例， RIM的短路测试 圆柱电池 从火口泄气 ?危险性一般 钢壳动力电池 泄气口和着火点分开 ?安全性好 喷气口－薄弱环节： ① 安全阀 ② 极柱边 ③封装边或焊缝隙 ④挤压穿刺的破洞 3.排气管减少点燃机会 烟道无空气电火花实验。 实验描叙： 将50Ah LFP的EVB在煤油上烧烤。电池的安全阀接金属管，用黄泥巴密封。金属管道再接塑料瓶子，塑料瓶子里面放置有电火花发生器（热水器用部件，输出电压13KV.）当电池烧烤膨胀到冲破安全阀（耐压3~4MPa）就有烟雾到管道和瓶子，挤走空气再开启电火花，会听到嗒嗒的电火花声音。测试看无空气下能否点燃电池释放烟雾。 实验结果：　无空气情况（且低于800℃），LFP热释放的气体不能被点燃。 电池 柴油火 金属管 电火花发生器 塑料瓶 排气管安全设计 防电池烟火蔓延安全装置 摘要： 本实用新型公开了一种防电池烟火蔓延安全装置，其包括设有入风口和出风口的烟火管道，烟火管道的入风口密封套住电池的安全阀，烟火管道的出风口处设有抽风装置。本实用新型防电池烟火蔓延安全装置以不燃或阻燃烟火管道将热失控电池喷出的可燃气体、零星烟雾导走，避免其被临近的接线端子、极柱或导线因短路大电流产生的高温加热点燃。抽风装置可确保热排气速度大于热失控电池的产气速度，避免电池爆炸。 电池安全阀有烟嘴（距离小于1cm）, 主动抽气，电炉烤50Ah电芯也不烧 间隙小于1cm不烧 电炉 电池 气管 4. 锂电池的气体膨胀 电池滥用情况下，电池会膨胀，多是慢速膨胀 (体积膨胀增加50%左右， 厚度－钢壳动力电池厚度增50%， 软包装厚度增加3倍。)? EVB可用厚度监控报警 电池在打开安全阀前的膨胀后释放气体公式： 用膨胀后释放气体体积占设备体积、风扇流量，可计算气体爆炸风险。 这是用50Ah LPF的电动车电池，用15A 5V的过充电测试，记录随时间的温度、电压、厚度数据。 看到前期变化少，后期变化大。所以对后期专门研究，分为几段看规律。 4. 锂电池的气体膨胀 电池滥用情况下，电池会膨胀，多是慢速膨胀? EVB可用厚度监控报警 电池在打开安全阀前的膨胀后释放气体公式： 用膨胀后释放气体体积占设备体积、风扇流量，可计算气体爆炸风险。 电池 原体积 （ml） 滥用体积膨胀率（%） 厚度增长率 电池内气压安全阀（MPa） 容器尺寸(m) 容器体积(m3) 单个电池放气体占容器比例 同时发生数量n(个) 同时发生占设备体积比例 50AH LFP钢壳 861 40% 50% 0.4~0.7 0.6*0.6*0.8 0.288 3% 8 24% 20AH LN软包 253 60% 300% 0.4~0.7 0.6*0.6*0.8 0.288 1% 8 8% 2.3AH