Big-Battery-Safety鋰電池安全性

BigBatterySafety1.鋰電池像個(gè)煤氣罐類似煤氣罐，里面多是易燃?xì)怏w。氣體主要有CxHy〔烷類氣體〕,CO,CO2,H2,高溫時(shí)刻有氧氣。最低點(diǎn)燃溫度305℃，電解液的點(diǎn)燃溫度是400℃，可被點(diǎn)燃。磷酸鐵鋰在800℃以上釋放氧氣,鈷酸鋰、三元材料在300～500℃釋放氧氣。閃點(diǎn)：液體或氣體可以被電火花點(diǎn)燃的最低溫度值。當(dāng)閃點(diǎn)低于28℃〔空調(diào)溫度〕為甲類；當(dāng)閃點(diǎn)在(28，60℃陽(yáng)光下地面溫度)為乙類。甲類，乙類都是易燃溶劑〔氣體〕。如果閃點(diǎn)和沸點(diǎn)都低于0℃，就屬于極度易燃。爆炸上〔下〕限：氣體成分到達(dá)多少后，可以點(diǎn)燃和發(fā)生爆炸。2.鋰電池的著火點(diǎn)短路點(diǎn)?；驀姎饪?。短路點(diǎn)有：1.1外部短路點(diǎn)〔如碰到金屬后極柱短路〕1.2擠壓、跌落造成的內(nèi)部短路點(diǎn)1.3穿釘測(cè)試的針刺點(diǎn)軟包裝電池頂封、側(cè)封強(qiáng)度42N左右;Degass邊封裝強(qiáng)度15N左右。從degass邊平安泄壓。平安性能好。＋＋－短路發(fā)熱點(diǎn)針刺、擠壓短路發(fā)熱點(diǎn)泄氣口案例，RIM的短路測(cè)試圓柱電池從火口泄氣

危險(xiǎn)性一般鋼殼動(dòng)力電池泄氣口和著火點(diǎn)分開(kāi)平安性好噴氣口－薄弱環(huán)節(jié)：①平安閥②極柱邊③封裝邊或焊縫隙④擠壓穿刺的破洞3.排氣管減少點(diǎn)燃時(shí)機(jī)煙道無(wú)空氣電火花實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)描敘：將50AhLFP的EVB在煤油上燒烤。電池的平安閥接金屬管，用黃泥巴密封。金屬管道再接塑料瓶子，塑料瓶子里面放置有電火花發(fā)生器〔熱水器用部件，輸出電壓>13KV.〕當(dāng)電池?zé)九蛎浀經(jīng)_破平安閥〔耐壓3~4MPa〕就有煙霧到管道和瓶子，擠走空氣再開(kāi)啟電火花，會(huì)聽(tīng)到嗒嗒的電火花聲音。測(cè)試看無(wú)空氣下能否點(diǎn)燃電池釋放煙霧。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：無(wú)空氣情況〔且低于800℃〕，LFP熱釋放的氣體不能被點(diǎn)燃。電池柴油火金屬管電火花發(fā)生器塑料瓶排氣管平安設(shè)計(jì)防電池?zé)熁鹇悠桨惭b置摘要：本實(shí)用新型公開(kāi)了一種防電池?zé)熁鹇悠桨惭b置，其包括設(shè)有入風(fēng)口和出風(fēng)口的煙火管道，煙火管道的入風(fēng)口密封套住電池的平安閥，煙火管道的出風(fēng)口處設(shè)有抽風(fēng)裝置。本實(shí)用新型防電池?zé)熁鹇悠桨惭b置以不燃或阻燃煙火管道將熱失控電池噴出的可燃?xì)怏w、零星煙霧導(dǎo)走，防止其被臨近的接線端子、極柱或?qū)Ь€因短路大電流產(chǎn)生的高溫加熱點(diǎn)燃。抽風(fēng)裝置可確保熱排氣速度大于熱失控電池的產(chǎn)氣速度，防止電池爆炸。電池平安閥有煙嘴〔距離小于1cm〕,主動(dòng)抽氣，電爐烤50Ah電芯也不燒間隙小于1cm不燒電爐電池氣管4.鋰電池的氣體膨脹電池濫用情況下，電池會(huì)膨脹，多是慢速膨脹(體積膨脹增加50%左右，厚度－鋼殼動(dòng)力電池厚度增50%，軟包裝厚度增加3倍。)EVB可用厚度監(jiān)控報(bào)警電池在翻開(kāi)平安閥前的膨脹后釋放氣體公式：用膨脹后釋放氣體體積占設(shè)備體積、風(fēng)扇流量，可計(jì)算氣體爆炸風(fēng)險(xiǎn)。

這是用50AhLPF的電動(dòng)車電池，用15A5V的過(guò)充電測(cè)試，記錄隨時(shí)間的溫度、電壓、厚度數(shù)據(jù)。看到前期變化少，后期變化大。所以對(duì)后期專門研究，分為幾段看規(guī)律。4.鋰電池的氣體膨脹電池濫用情況下，電池會(huì)膨脹，多是慢速膨脹EVB可用厚度監(jiān)控報(bào)警電池在翻開(kāi)平安閥前的膨脹后釋放氣體公式：用膨脹后釋放氣體體積占設(shè)備體積、風(fēng)扇流量，可計(jì)算氣體爆炸風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)發(fā)生的個(gè)數(shù)n:軟包裝機(jī)器n=8(因?yàn)槊?2個(gè)電池為1個(gè)區(qū)，共1個(gè)電壓基準(zhǔn));動(dòng)力電池n=8(每8個(gè)為1個(gè)區(qū)).因此動(dòng)力電池測(cè)試機(jī)器要采取泄壓防爆措施。不必建設(shè)防爆墻壁等，要設(shè)備泄壓、廠房通風(fēng)排煙來(lái)保證平安。釋放氣體體積為Vgas,電池體積為Vcell,濫用后體積膨脹50%,7為平安閥壓力為7個(gè)大氣壓,n是同時(shí)發(fā)生數(shù)量。5.鋰電池的氣體爆炸鋰電池可視為一個(gè)小煤氣罐，屢次模擬試驗(yàn)證明，鋰電池的爆炸不是固體爆炸，而是氣體爆炸，即〔a〕電池釋放的內(nèi)部燃?xì)獗稽c(diǎn)燃，在密封空間就發(fā)生氣體爆炸?！瞓〕密封空間典型有高溫爐、冷熱沖擊爐、循環(huán)壽命測(cè)試的高溫爐、化成和容量測(cè)試的高溫爐子等。文獻(xiàn)說(shuō)明[8]，氣體爆炸有4種形式，定壓燃燒〔敞開(kāi)環(huán)境的燃燒〕、定容爆炸〔在剛性容器里均勻點(diǎn)火爆炸〕、爆燃〔氣體燃燒受到約束，形成壓力波，接近聲波速度傳播〕、爆轟〔最高測(cè)試形式，壓力波以超音速傳播〕[8]。工業(yè)爆炸中事故通常為爆燃[8]。氣體爆炸中最厲害為爆轟，而烴類氣體與空氣混合物的爆轟速度大多為1800m/s量級(jí)[8]，〔c〕爆轟壓力為1.5MPa量級(jí)[8]。典型的泄壓防爆形式：密封的爐門的“軟硬兼施”－密封爐門合頁(yè)強(qiáng)度>1.5MPa,扣子強(qiáng)度<0.4MPa;或者密封設(shè)備的頂部開(kāi)鋁箔密封的泄壓口不必密封的設(shè)備保持爐門開(kāi)啟〔當(dāng)泄壓面積超過(guò)設(shè)備內(nèi)外表積的1/3才成功泄壓〕危險(xiǎn)測(cè)試用巖棉門〔巖棉當(dāng)門，塑料薄膜當(dāng)窗戶，炸掉不傷人〕危險(xiǎn)測(cè)試區(qū)域每20米有墻壁風(fēng)機(jī)排煙〔用滅蚊片點(diǎn)煙測(cè)試風(fēng)機(jī)效果，墻壁柱子間隔8米〕合頁(yè)強(qiáng)度“硬”>1.5MPa門扣強(qiáng)度“軟”<0.4MPa頂部鋁箔密封泄壓口6.設(shè)備如何減少電池起火吸嘴的跌落電池，造成電池?cái)D壓、重疊、短路起火〔碰到金屬外殼〕。驗(yàn)證：1.1用放完電的電池貼好膠帶，在吸嘴吸起電池后人為拉掉、拉歪，看有無(wú)報(bào)警1.2按下急停開(kāi)關(guān)或開(kāi)門〔有連鎖保護(hù)〕，看電池會(huì)不會(huì)“下冰雹”式跌落。機(jī)械手的跌落、歪斜電池，造成擠壓、重疊、短路起火。驗(yàn)證：用放完電的電池讓吸嘴吸起后，做1.1,1.2的類似測(cè)試。監(jiān)測(cè)切刀、平壓等電池歪斜擠壓起火。厚度監(jiān)測(cè)＋用不帶電的電池模擬測(cè)試看能否發(fā)現(xiàn)歪斜、重疊電池4.減少死區(qū)〔電池跌落到死區(qū)，容易被擠壓起火〕〔死區(qū)定義：隨電池運(yùn)動(dòng)中，經(jīng)過(guò)機(jī)械手、吸嘴、拉帶等潛在的電池運(yùn)動(dòng)中易跌落到的間隙、孔洞、低洼處，人手不易夠到的區(qū)域?！场驳湫偷乃绤^(qū)：吸嘴轉(zhuǎn)移電池下方的皮帶間隙、低洼面、設(shè)備孔洞等；兩段皮帶之間的間隙?！?.用非易燃材料的絕緣金屬外表＋大電池的環(huán)氧樹(shù)脂老化板貼鐵氟龍阻燃跌落、歪斜的電池落到設(shè)備部件的金屬外表，會(huì)短路起火，要絕緣。防止起火電池蔓延，要采用非易燃材料。氧指數(shù)：塑料橡膠可燃燒的最低氧氣百分比濃度。<17%為易燃，如泡沫塑料、海綿、環(huán)氧樹(shù)脂、多數(shù)橡膠。17%~21%為可燃。>21%為難燃，如鐵氟龍、電木。陶瓷等更加好。6.設(shè)備如何減少電池起火防范真空、壓縮氣管混淆爆炸6.1真空管用綠色，壓縮氣管用藍(lán)色〔或黃色〕，超過(guò)1MPa的高壓氣管用紅色；6.2有真空罐、真空腔體那么加單向閥。原因解釋：真空最大值為0.1MPa〔即1個(gè)大氣壓〕，壓縮氣通常在0.2~0.8MPa，將壓縮氣誤插入真空管道，引起真空罐、吸嘴等爆炸，電池“下冰雹”式跌落。防止溶劑流入電氣接頭，電解短路起火。試驗(yàn)：3滴電解液在老化板，老化板接3.2v電池，在2小時(shí)內(nèi)點(diǎn)燃環(huán)氧樹(shù)脂的老化板，顯微鏡下可拍攝到電解正極形成大量銅箔，短路。設(shè)備進(jìn)電開(kāi)關(guān)－斷路器放在設(shè)備外面1.2米左右方便斷電后用水滅火。易起火設(shè)備周圍每20米有排煙風(fēng)機(jī)?！苍O(shè)備：化成、容量、自動(dòng)OCV,自動(dòng)貼膠、自動(dòng)焊接FUSE、自動(dòng)分組機(jī)。特點(diǎn)是用帶電的電池來(lái)生產(chǎn)。用滅蚊片煙霧檢驗(yàn)