锂离子电池的工作温度范围很窄,在+15~+45℃之间。电池单元的安全性、使用寿命和循环稳定性,以及相关电气设备系统的功能安全,在很大程度上取决于是否能把电池单元维持在参数范围内,如果温度超过临界水平,电池便会发生热失控。
热失控是蓄电池不可避免的一个问题,那么预防锂离子电池热失控方法有哪些呢?
一、电池单元
电池单元的监控非常重要。根据骨牌效应,如果一个电池单元发生热失控,随后就会扩及到其他电池单元、整个电池,乃至于整个电气设备。我们所熟悉的圆柱形18650锂离子电池,具有出色的机械和热力学性能:金属外壳使它们更加坚固耐用,并且可用作散热器;缠绕结构可将阳极和阴极分开多次,从而提高安全性。
但这并不表示,圆柱形18650锂离子电池不会发生热失控现象,故热管理系统是极为关键的。避免电池热失控的发生,除了要有全面热力学技术外,快速和精确的测量对于锂离子电池结构也非常关键。理想情况下,每个电池单元上应会有一至两个温度传感器。
二、电池组
电池单元的数量和配置,对电池组来说十分重要:将24个锂离子电池排成一列:温度分布相对均匀;3×8锂离子电池:内部热点;5×5锂离子电池:内部温度较高的热点。
除了电池单元的配置之外,在使用电池设备时,设备的其他配置也很关键,在一定程度上能降低热失控的发生概率。