锂离子电池火灾危险性

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研究揭秘：锂离子电池的火灾危险性有多高？

2021-08-09 12:39

近年来，锂离子电池的火灾爆炸事故经常发生。仅 7月11 日晚至 12 日凌晨，

江苏省南京市区一夜之间就发生了 4起电动车火灾事故。6月23 日成都一小区

车棚起火，半小时烧毁上百辆电动车。

频发的电动汽车着火事故引起了对离子电池火灾危险性与燃烧特性的关注。有

关专家学者对锂离子电池的热失控及其火灾危险性密切关注并进行了研究，锂

电池滥用（高温、低温、过充、碰撞等）引发电解液火灾是锂离子电池安全问

题的主要因素。

锂离子电池火灾特性研究

开展对锂离子电池热安全性及火灾危险性的研究，可以掌握锂离子电池发生热

失控、火灾等现象的基本规律，量化锂离子电池的火灾危险性，从而降低由锂

离子电池事故造成的人身伤亡和财产损失。

为评估 18650 型锂离子电池的火灾危险性，王文和等[1]，以 3种不同品牌的商

品三元 18650 型锂离子电池为研究对象，采用锥形量热仪在不同辐射热和荷电

状态下对 3种电池进行了燃烧试验，分析了电池的热释放参数、烟参数、毒性

参数和质量损失参数。并在试验的基础上构建了锂离子电池火灾危险性综合评

估指标体系。高飞等[2]选用四种衰退状态，容量保持率（capacity retenon

rao，CRR）分别为 100%、85%、75% 及65%的磷酸铁锂动力电池为研究对象，

采用锥形量热仪（CONE）对电池关键组件（含电解液的正极片、负极片及隔

膜）的燃烧性和生烟性进行了研究，并运用层次分析法（analyc hierarchy

process，AHP）综合评价了不同衰退状态电池组件的火灾危险性。刘术敬[3]等

人采用锥形量热仪对锂离子电池电解液火灾危险性进行了研究比较，并借助火

灾危险综合指数（IFHI）和闪燃特性指数对锂离子电池电解液的火灾危险性进行

了评估，本文将详细介绍此项研究的内容，供大家在后续研究中进行参考。

锂离子电池电解液火灾危险性研究主要是利用锥形量热仪测试了 4种市场上常

见的离子电池电解液：EC（碳酸乙烯酯）、DEC（碳酸二乙酯）、DMC（碳酸

二甲酯）以及 EMC（碳酸甲乙酯），进行燃烧性能测试，对获取的燃烧试验数

据进行分析，并采用两种评估方法对其火灾危险性进行评估。

iCone2+锥形量热仪

FTT 的iCone2+锥形量热仪是世界上先进的自动锥形量热仪。它根据 FTT 数十年

的经验而设计的，符合标准ISO 5660-1, ASTM E1354, ASTM E1474, ASTM E1740,

ASTM F1550, ASTM D5485, ASTM D6113, CAN ULC 135, BS 476 Part 15，以及国标

GB/T 16172，具有许多防火测试实验室以前未曾见过的功能，结构紧凑、准确、

可靠且容易保持。

Cone 锥形量热仪测试数据

热释放速率（HRR）：材料燃烧时单位面积释放热量的速率，其最大峰值称为

热释放速率峰值（pHRR），反映材料的热裂解速度，热释放速率峰值越大，火

焰传播越快，火灾危险则越强。

总放热量（THR）：从样品被点燃到火焰完全熄灭的时间间隔内，样品产生的

所有热量，为 HHR 对时间的积分函数。

质量损失速率：样品燃烧过程中，单位时间内质量减少程度。

有效燃烧热（EHC）：材料热释放速率峰值与质量损失速率峰值。

点燃时间（TTI）：材料在热辐射下，从点火到材料出现明火的时间。

电解液的燃烧特性分析

NO.1 热释放速率分析、点燃时间及总热释放量分析

含LiPF6 的EC、DEC、DMC 以及 EMC 的热释放速率曲线及THR、TTI、pHRR、达

到热释放速率峰值时间（TTP）测试结果如下。

含LiPF6 溶剂热释放速率随时间变化曲线

含LiPF6 单组分溶剂在25kW/m2 热辐射下的总热释放量等测试结果

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研究揭秘：锂离子电池的火灾危险性有多高？2021-08-0912:39近年来，锂离子电池的火灾爆炸事故经常发生。仅7月11日晚至12日凌晨，江苏省南京市区一夜之间就发生了4起电动车火灾事故。6月23日成都一小区车棚起火，半小时烧毁上百辆电动车。频发的电动汽车着火事故引起了对离子电池火灾危险性与燃烧特性的关注。有关专家学者对锂离子电池的热失控及其火灾危险性密切关注并进行了研究，锂电池滥用（高温、低温、过充、碰撞等）引发电解液火灾是锂离子电池安全问题的主要因素。锂离子电池火灾特性研究开展对锂离子电池热安全性及火灾危险性的研究，可以掌握锂离子电池发生热失控、火灾等现象的基本规律，量化锂离子电池的火灾...

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