BigBatterySafety鋰電池安全性

1、Big Battery Safety1. 鋰電池像個(gè)煤氣罐煤氣罐類似煤氣罐，里面類似煤氣罐，里面多是易燃?xì)怏w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300500釋放氧氣。 閃點(diǎn)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）為甲類甲類； 當(dāng)閃點(diǎn)在(28，60陽光下地面溫度)為乙類乙類。甲類，乙類都是易燃溶劑（氣體）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）限爆炸上（下）限：

2、氣體成分達(dá)到多少后， 可以點(diǎn)燃和發(fā)生爆炸。 2. 鋰電池的著火點(diǎn)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）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)擠壓、跌落造成的內(nèi)部短路點(diǎn)1.3 穿釘測試的針刺點(diǎn)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邊安全泄壓。 安全性能好。 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)分開安全性好噴氣口薄弱環(huán)節(jié)： 安全閥 極柱邊封裝邊或焊縫隙擠壓穿刺的破洞3.排氣管減少點(diǎn)燃機(jī)會(huì)排氣管減少點(diǎn)

3、燃機(jī)會(huì)煙道無空氣電火花實(shí)驗(yàn)煙道無空氣電火花實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)描敘： 將50Ah LFP的EVB在煤油上燒烤。電池的安全閥接金屬管，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)_破安全閥（耐壓34MPa）就有煙霧到管道和瓶子，擠走空氣再開啟電火花，會(huì)聽到嗒嗒的電火花聲音。測試看無空氣下能否點(diǎn)燃電池釋放煙霧。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：無空氣情況（且低于無空氣情況（且低于800800），），LFPLFP熱釋放的氣體不能被點(diǎn)燃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)生器塑料瓶排氣管安全設(shè)計(jì) 防電池?zé)熁鹇影踩b置摘要：本實(shí)用新型公開了一種防電池

4、煙火蔓延安全裝置，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)口密封套住電池的安全閥，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影踩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，避免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，避免電池爆炸。電池安全閥有煙嘴（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. 鋰電池的氣體膨脹氣體膨脹電池濫用情況下，電池會(huì)膨脹，多是慢速膨脹電池會(huì)膨脹，多是慢速膨脹 (體積膨脹增加體積膨脹增加50%左右左右， 厚度鋼殼動(dòng)

5、力電池厚度增鋼殼動(dòng)力電池厚度增50%， 軟包裝厚度增加軟包裝厚度增加3倍倍。) EVB可用厚度監(jiān)控可用厚度監(jiān)控報(bào)警報(bào)警電池在打開安全閥前的膨脹后釋放氣體公式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)計(jì)算氣體爆炸風(fēng)險(xiǎn)。 這是用50Ah LPF的電動(dòng)車電池，用15A 5V的過充電測試，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. 鋰電池的氣體膨脹氣體膨脹電池濫用情況下，電池會(huì)膨脹，多是慢速膨脹電池會(huì)膨脹，多是慢速膨脹 EVB可用厚度監(jiān)控報(bào)警可用厚度監(jiān)控報(bào)警電池在打開安全閥前的膨脹后釋放氣體公式膨脹后釋放

6、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)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)力電池測試機(jī)器要采取泄壓防爆措施動(dòng)力電池測試機(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)排煙來保證安全要設(shè)備泄壓、廠房通風(fēng)排煙來保證安全。nVVcellgas*7*150%*釋放氣體體積為Vgas, 電池體積為Vcell, 濫用后體積膨脹50%, 7為安全閥壓力為7個(gè)大氣壓, n是同時(shí)發(fā)生數(shù)量。 5. 鋰電池的氣體爆炸氣體爆炸 鋰電池可視為一個(gè)小煤氣罐一個(gè)

7、小煤氣罐，多次模擬試驗(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。 （b）密封空密封空間典型有高溫爐、冷熱沖擊爐、循環(huán)壽命測試的高溫爐間典型有高溫爐、冷熱沖擊爐、循環(huán)壽命測試的高溫爐、化成和容量測試的高溫爐子、化成和容量測試的高溫爐子等等。文獻(xiàn)表明8，氣體爆炸有4種形式，定壓燃燒（敞開環(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。 氣體爆炸中氣體爆炸

8、中最厲害為爆轟最厲害為爆轟，而烴類氣體與空氣混合物的爆轟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）爆轟壓爆轟壓力為力為1.5 MPa量級(jí)量級(jí)8。 典型的泄壓防爆形式： 密封的爐門的密封的爐門的“軟硬兼施軟硬兼施”密封爐門密封爐門合頁強(qiáng)度合頁強(qiáng)度1.5MPa, 扣子強(qiáng)度扣子強(qiáng)度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電池起火吸嘴的跌落電池吸嘴的跌落電池， 造成電池?cái)D壓、重疊、短路起火造成電池?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，看有無報(bào)警 1.2 按下急停開關(guān)

9、或開門（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的類似測試。監(jiān)測切刀、平壓等電池歪斜擠壓起火監(jiān)測切刀、平壓等電池歪斜擠壓起火 。 厚度監(jiān)測 用不帶電的電池模擬測試看能否發(fā)現(xiàn)歪斜、重疊電池4. 減少死區(qū)減少死區(qū) （電池跌落到死區(qū)，容易被擠壓起火） （死區(qū)定義定義：隨電池運(yùn)動(dòng)中，經(jīng)過機(jī)械手、吸嘴、拉帶等潛在的電池運(yùn)動(dòng)中易跌落到的間運(yùn)動(dòng)中易跌落到的間隙、孔洞、低洼處隙、孔洞、低洼處，人手不易夠到的區(qū)域。） （典型的死區(qū)： 吸嘴轉(zhuǎn)移電池下方的皮

10、帶間隙、低洼面、設(shè)備孔洞等； 兩段皮帶之間的間隙。 ）5. 用非易燃材料的絕緣金屬表面用非易燃材料的絕緣金屬表面 大電池的環(huán)氧樹脂老化板貼鐵氟龍阻燃大電池的環(huán)氧樹脂老化板貼鐵氟龍阻燃 跌落、歪斜的電池落到設(shè)備部件的金屬表面，會(huì)短路起火，要絕緣。 避免起火電池蔓延，要采用非易燃材料。 氧指數(shù)氧指數(shù)： 塑料橡膠可燃燒的最低氧氣百分比濃度。 21%為難為難燃，如鐵氟龍、電木燃，如鐵氟龍、電木。 陶瓷等更加好。6. 設(shè)備如何減少電池起火電池起火防范真空、壓縮氣管混淆爆炸防范真空、壓縮氣管混淆爆炸 6.1 真空管用綠色，真空管用綠色， 壓縮氣管用藍(lán)色（或黃壓縮氣管用藍(lán)色（或黃色），超過色），超過1MPa

11、的高壓氣管用紅色的高壓氣管用紅色； 6.2有真空罐、真空腔體則加單向閥有真空罐、真空腔體則加單向閥。 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0.20.8MPa， 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。 避免溶劑流入電氣接頭，電解短路起火避免溶劑流入電氣接頭，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)電開關(guān)斷路器放在設(shè)備外面設(shè)備進(jìn)電開關(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米左右方便斷電后用水滅火。 易起火設(shè)備周圍每易起火設(shè)備周圍每20米有排煙風(fēng)機(jī)米有排煙風(fēng)機(jī)。 （設(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