降低鋰離子電池的火災(zāi)和爆炸風險
九天后的2013年1月16日,,另一架波音787飛機因出現(xiàn)主鋰離子電池事故而不得不緊急降落在日本高松機場。
因此,,聯(lián)邦航空管理局(FAA)在NTSB(美國國家運輸安全委員會)開展調(diào)查前,停飛了整個787“夢幻客機”機隊,。
被忽視的嚴重問題
NTSB調(diào)查發(fā)現(xiàn),,火災(zāi)可能的原因是鋰離子電池發(fā)生內(nèi)部短路。這種短路導致“熱失控”,,造成相鄰電池溫度升高,,從而導致過熱、火災(zāi)甚至爆炸,。
波音787飛機是架使用大型鋰離子電池的飛機,,經(jīng)過一番艱難排查,發(fā)現(xiàn)其存在一定的局限性,??偨Y(jié)如下:波音、FAA和電池制造商并未*理解鋰離子電池的相關(guān)風險,。
然而,,這不是鋰離子電池次在飛機上引發(fā)問題,。就在今年,F(xiàn)AA發(fā)布了一份在線清單,,列出了從1991年3月至2019年5月22日發(fā)生的258起獨立事件,,其中包括鋰離子電池導致的煙霧、火災(zāi),、過熱或爆炸,。自2016年4月以來,民用航空組織一直實施有關(guān)鋰離子電池航空運輸?shù)膰栏穹ㄒ?guī)——美國今年也已效仿此項舉措,。
那么,,為什么鋰離子電池如此危險?制造商可采取哪些措施來降低風險,?
什么原因?qū)е落囯x子電池過熱,?
NTSB調(diào)查發(fā)現(xiàn),電池發(fā)生的內(nèi)部短路會導致火災(zāi),。短路會導致電流過大,,使電池過度加熱,從而使之點燃,。如今,,人們普遍認為,電池內(nèi)異物產(chǎn)生的細小金屬顆粒是導致短路的原因,。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的方式如下:
- 化學短路
在這種情況下,,陰極附近的電解質(zhì)內(nèi)尺寸為20µm至50µm的微小金屬顆粒發(fā)生電離。電離原子帶正電荷,,表明它們會被吸引至陽極,。在向陽極移動時,它們會穿透電池隔板,,從而導致陰極至陽極側(cè)發(fā)生短路,。
- 物理短路
如果陰極電解質(zhì)中存在大金屬顆粒(如尺寸超過100µm),則它們的尺寸大到足以在隔板上打孔,,并將電流直接從陰極傳送至陽極側(cè),,從而再次發(fā)生短路。
為確保安全操作,,電池制造商和電池組件提供商必須檢查并減少生產(chǎn)中的金屬異物,。必須將異物保持在低限度的區(qū)域如下:
- 陽極和陰極材料
- 導電增強劑
- 漿料形成過程
- 鍍層和干燥過程
檢查這類區(qū)域中的金屬異物的尺寸和密度將有助于避免發(fā)生會導致整個波音787機隊停飛的現(xiàn)場故障。
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