三元鋰電池自燃原因是什么

　　【太平洋汽車網】鋰離子電池起火原因，可以劃分成兩個大部分，自身原因和外部原因。自身原因重要是指自身材料、結構熱穩定性的好壞，對火災發生與否的影響；外部原因，指各種濫用手段，引發的鋰離子電池火災。

　　在動力鋰電池普及應用的初期，由于對電池性能認識不足，自身設計相關經驗的缺乏以及使用者對系統的不熟悉，出現過一些事故。加之電動汽車這種新興勢力時時刻刻活在觀察者眼光下的處境，使得鋰離子電池火災影響尤為廣泛。

　　1.1自身原因鋰離子電池由正極材料，負極材料和電解液組成，這幾部分的熱穩定性，直接影響著電芯發生熱失控的可能性。

　　負極材料的熱穩定性的影響因素目前應用的負極材料，絕大部分是碳材料。在高溫條件下，石墨容易與電解液發生反應，尤其電池荷電量高的狀態，LiC6更是能夠提升反應的激烈性。

　　有研究發現，負極開始反應放熱的溫度起點，與碳材料的顆粒度有關，顆粒越大，其開始反應的溫度就越高，也就越安全。同時，不同結構的碳材料參與電解液的反應，其放熱量并不相同，石墨就比無定型碳（重要指軟碳和硬碳）放熱量大。

　　正極材料熱穩定性的影響因素當前應用廣泛的鋰離子電池正極材料，都是鋰的化合物。磷酸鐵鋰，錳酸鋰和三元鋰，假如泛泛的說，三者的安全性是從高到低排列的。而有人專門對正極材料在這些電池安全性中的影響做了研究。

　　研究認為，鋰的化合物分子式中，鋰的含量越高，其熱穩定性就越差，開始與電解液反應的溫度就越低。有個定量的比較，分子式中各個原子的比例系數，當鋰的系數是0.25時，其反應溫度為230°C；假如這個數值變成1，其起始反應溫度就變成了170°C。此外，假如正極材料中含有除了鋰以外的其他金屬元素，則含錳元素的正極材料比含鎳元素的正極材料熱穩定性好。

　　電解液熱穩定性影響因素電解液可以說是熱穩定性問題的核心，它的穩定性直接影響整個體系的穩定性。有人針對電解液的熱穩定性做了一些列研究，結果表明：電解液中的碳酸二甲酯含量越高，其熱穩定性越差，越容易與正負極材料發生反應；電解液與越多類型材料相容性差，也就是在較低的溫度下可以與多種不同的鹽類發生反應，說明它越活潑，其熱穩定性就越差。

　　老化帶來的熱失控老化是一個綜合的過程，負極SEI膜結構老化，出現破損，引發自生熱過程；負極鋰枝晶堆積，造成內短路或者遇到高溫環境與電解液激烈反應。老化帶來的內阻上升，使得熱積累出現的概率上升。總的來說，老化與熱失控風險存在正相關性。

　　1.2各種濫用下的熱失控因素鋰離子電池的濫用，一般指由于意外事故或者管理系統故障造成對電池不恰當的使用。

（圖/文/攝：太平洋汽車網 問答叫獸）