電動車鋰電池熱失控后的狀態是一個復雜且危險的現象,它涉及到電池內部的化學反應、熱量積累、氣體產生以及可能引發的火災和爆炸等多個方面。以下是對電動車鋰電池熱失控后狀態的詳細分析。
鋰電池在正常使用過程中,會因內部的各種反應不斷產生熱量。這些熱量主要來源于電池內部的化學反應,如鋰離子的嵌入和脫嵌、電解液的分解以及正極和負極材料的活性反應等。在正常情況下,這些熱量會通過電池的散熱系統及時散發出去,保持電池在一個相對穩定的溫度范圍內工作。然而,當電池的散熱系統出現故障或電池受到外部因素的影響時,熱量就會在電池內部不斷積累,導致電池溫度升高。
隨著電池溫度的升高,電池內部的化學反應速率會加快,進一步產生更多的熱量。這種熱量的積累與化學反應的加速形成了一個正反饋循環,使得電池的溫度不斷上升,最終導致熱失控的發生。熱失控是一個能量正反饋循環過程,升高的溫度會導致系統變熱,系統變熱后溫度升高,又反過來讓系統變得更熱。
在熱失控過程中,電池通常會發生固體電解質界面(SEI)膜分解反應、正極或負極活性物質與電解液反應、電解液分解反應以及負極活性物質與黏結劑反應等。這些反應會產生大量的熱量和有害氣體,如氫氣、甲烷、乙烷等。這些氣體的產生和積累會導致電池內部壓力急劇上升,一旦內部壓力超過電池安全閥所能承受的極限,就會形成噴射現象,進一步加劇熱失控的嚴重程度。
當鋰電池發生熱失控后,會持續放熱并產生大量可燃混合氣體。如果內部的化學反應仍在繼續,即使外部的明火被撲滅,也容易發生反復復燃現象。這是因為電池內部的化學反應仍然在進行,不斷產生新的熱量和可燃氣體。此外,由于鋰離子電池具有狹小密閉空間的結構特點,在安全閥失效的情況下,能量的積壓足以引發爆炸。