可燃气体传感器和一氧化碳传感器助力检测锂电池起火隐患

2021-08-05

随着我国纯电动汽车日益增多,纯电动汽车发生起火事故的新闻也开始频频“刷屏”,由此电动车安全问题也成为了全社会关注的焦点,同时也触动了消费者心底里对安全的焦虑。一时间,电动车可不可靠、电池技术成不成熟等问题,再次引发了广泛的讨论。那么,问题来了,电动车起火的罪魁祸首是谁?如何解决电动车起火的安全隐患呢?

据了解,电池是电动汽车起火的主要元凶,其中包括电池短路、操作不当,以及发生碰撞挤压等,都会导致电池起火。因此,想要解决电动车起火的安全隐患,无疑是要从动力电池技术突破下手。

目前,我国电动汽车的电池大多采用三元锂电池和磷酸铁锂电池,而为了追求轻量化,提高能效比,三元锂电池显然更有优势。

与磷酸铁锂电池相比,三元锂电池体积更小、密度更高,更符合电动汽车轻量化要求。然而也正是因为其活泼的化学特性,极易与空气中的氧气发生激烈的氧化反应,从而产生燃烧和爆炸。

“三元锂电池能量密度较高(140Wh/kg),在‘快充’、‘快放’模式下对电池芯体冲击较大;而磷酸铁锂电池能量密度较低(110Wh/kg),在‘快充’、‘快放’模式下对电池芯体冲击较小,从整体来看,磷酸铁锂电池的安全性更高。

锂电池作为新能源汽车用到的储能和功能装置,有着纯电动汽车心脏的美称,动力电池作为电动汽车最核心的零部件,占整车一半的成本,根据电动汽车动力电池的构造来看,一般的车辆采用的电池组,即由很多小电池串联组成,而电池在结构上面来说,这些电池内部材料包括负极材料、电解质、隔膜和正极,它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。而根据特征来看,当电池内部的电极材料出现,过充、过热、穿刺都会爆炸。虽然在安全性上好了很多,但依然会有燃烧的风险。

电动车着火资料图

从现在很多电动汽车起火的事故来看,基本上都和电池有一定的关系。电动汽车上的锂电池数目少则几百,多则几千,尤其是车辆的电池管理技术来说,技术上面管理起来很不容易,对于车辆自燃风险来说,即使是全球新能源汽车最高端的特斯拉在这一块也是不能幸免。出现燃烧风险跟电池的工作环境和电池的设计等有一定的关系,以电池的设计生产的角度来进行分析,制造设备和检测设备不可能做到百分之百都是完全合格的电池,尤其是对于电池内部的正极材料、负极材料和电解液。

图片来源于网络

稍微有工艺上的不足和设计的弱点,这些都会变成锂离子电池里的一个微短路自燃的隐患。加之现在电池的各家检测和生产的标准虽然是以国家标准为主,但是对于品控来说还是各家有各家的方法和方式,以使用来说,当车辆出现刮擦底盘的时候,会使的锂电池内部短路,其次快充的时候电量过大,导致内部的电解液受热气化分解,最终由于压力太大导致电池外壳破裂,高压气体从外壳破裂处喷出,气体很快扩散到电池包薄弱处,从而引发自燃的危险。

新能源汽车发展的最大瓶颈之一是动力电池,引发自燃风险是新能源汽车最大原因之一也是出自动力电池上面。当然如何才能让锂离子电池不再燃烧这也是众多车企和电池厂商致力于研究和解决的。

目前锂电池产业逐渐形成增加一道防火墙的安全意识,采用气体传感器来监测锂电池起火,锂电池起火前通常会产生大量甲烷,丙烷,CO,氢气等多种气体,因此监控CO,甲烷,丙烷的浓度无疑是一种有效的解决方案。采用此种方案,通常对气体传感器的灵敏度、可靠性等要求比较高,在此,美克森电子推荐一氧化碳传感器MIX8010和可燃气体传感器MIX1004,用于电动车起火检测。

MIX8010电化学一氧化碳传感器

MIX8010是Mixsen研发生产的一款非常独特的电化学式一氧化碳传感器(CO传感器)。MIX8010是燃料电池型传感器, 一氧化碳和氧气在工作电极和对电极上发生相应的氧化还原反应并释放电荷形成电流,产生的电流大小与一氧化碳浓度成正比并遵循法拉第定律, 通过测定电流的大小即可判定一氧化碳浓度的高低。

一氧化碳传感器MIX8010对一氧化碳有高灵敏度与高选择性,高精度,线性输出,长寿命,环保型结构设计,独特的防泄漏结构,非常适用于锂电池起火检测。

MIX1004半导体燃气传感器

MIX1004半导体燃气传感器是一款半导体式燃气气体传感器,具有高灵敏度、性能稳定、响应与回复时间快、抗震性能好、较强的抗干扰能力等特点。对于气体泄漏报警器来说是一种理想的气体传感器

 

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