高温锂离子电池(锂离子电池的火灾危险性有多高？)
近年来，锂离子电池起火爆炸事故时有发生。7月11日晚至7月12日凌晨，江苏省南京市一夜之间发生四起电动车火灾。6月23日，成都某小区车棚起火，半小时内烧毁上百辆电动车。
频繁发生的电动汽车火灾事故引起了人们对离子电池火灾风险和燃烧特性的关注。专家学者密切关注锂离子电池的热失控及其火灾风险，并对其进行研究。锂电池滥用(高温、低温、过充、碰撞等)引起的电解液着火。)是锂离子电池安全问题的主要因素。
锂离子电池着火特性的研究
对锂离子电池热安全和火灾风险的研究，可以掌握锂离子电池热失控和火灾的基本规律，量化锂离子电池的火灾风险，减少锂离子电池事故造成的人身伤亡和财产损失。
为了评价18650锂离子电池的火灾危险性，王文和等[1]以三种不同品牌的商用三元18650锂离子电池为研究对象，用锥形量热仪对三种电池进行了不同辐射热和充电状态下的燃烧试验，分析了电池的放热参数、发烟参数、毒性参数和质量损失参数。在实验的基础上，构建了锂离子电池火灾风险综合评价指标体系。高菲等[2]选取四种衰退状态、容量保持率(CRR)分别为100%、85%、75%、65%的磷酸亚铁锂动力电池作为研究对象，利用锥形量热仪(CONE)研究电池关键部件(含电解质的正极板、负极板和隔膜)的燃烧性和发烟性，并进行应用。刘晶[3]等人用锥形量热仪研究对比了锂离子电池电解液的火灾危险性，并借助IFHI和闪络特性指数对锂离子电池电解液的火灾危险性进行了评估。本文将详细介绍研究内容，供您在后续研究中参考。
锂离子电池电解液火灾危险性的研究主要采用锥形量热仪对市场上常见的EC(碳酸乙烯酯)、DEC(碳酸二乙酯)、DMC(碳酸二甲酯)和EMC(碳酸甲乙酯)四种离子电池电解液进行测试，测试燃烧性能，对获得的燃烧测试数据进行分析，采用两种评估方法对火灾危险性进行评估。
ICone2+锥形量热仪
t的iCone2+锥形量热仪是世界上先进的自动锥形量热仪。它是根据FTT几十年的经验设计而成，符合ISO 5660-1、ASTM E 1354、ASTM E 1474、ASTM E 1740、ASTM F 1550、ASTM D 5485、ASTM D 6113、CAN ULC 135、BS 476 Part 15、国标GB/T 16172等标准，具有许多消防测试实验室从未有过的功能。
锥形量热仪测试数据
放热速率(HRR):材料燃烧时单位面积的放热速率，其最大峰值称为峰值放热速率(pHRR)，反映了材料的热裂解速率。峰值放热率越高，火焰蔓延越快，火灾危险性越大。
总放热(THR):从样品点燃到火焰完全熄灭的时间间隔内样品产生的所有热量，是HHR对时间的积分函数。
质量损失率:样品燃烧过程中单位时间内质量减少的程度。
有效燃烧热(EHC):材料的峰值放热率和峰值质量损失率。
点燃时间(TTI):材料在热辐射下从点燃到明火的时间。
电解质燃烧特性分析
1 .热释放率、点火时间和总热释放的分析
含有LiPF6的EC、DEC、DMC和EMC的热释放速率曲线以及THR、TTI、pHRR和TTP的测试结果如下。
含LiPF6溶剂的热释放速率随时间的变化曲线
含LiPF6的单组分溶剂在25kW/m2热辐射下总放热的测试结果。
四种溶剂的热释放速率曲线只有一个峰。除EC溶剂外，其他三种溶剂达到放热峰值的时间相近，这主要是由于三种溶剂在燃烧过程中的热分解机理相似，释放的可燃气体和热量差异不显著。EC的热分解反应较慢，放热较少，达到放热峰值的时间较长。
峰值放热速率的顺序为:lip F6+Dec > lip F6+EMC > lip F6+DMC > lip F6+EC，表明其热稳定性与溶剂的性质有关。
TTI数据结果表明，各溶剂的着火时间顺序为lip F6+EC > lip F6+EMC > lip F6+DMC = lip F6+Dec，与放热速率顺序相似。
各溶剂的总放热THR顺序为:lip F6+DEC > lip F6+EMC > lip F6+DMC > lip F6+EC。
TTP时间顺序为:lip F6+EC > lip F6+EMC > lip F6+dec > lip F6+DMC。
结果表明，对于易分解的溶剂，达到放热峰值的时间更快，火灾危险性更高。
2质量损失率分析
含LiPF6的单组分溶剂质量随时间的变化曲线
其中LiPF6+DMC最快，LiPF6+EMC(DEC)差不多，LiPF6+EC最慢，排名与热释放率图像一致。
NO.3 CO和CO2生成速率分析
含LiPF6溶剂中CO和CO2的生成速率曲线
从图(a)可以看出，含LiPF6的单组分溶剂的CO2生成速率曲线有一个明显的峰，与HRR曲线的峰形相似；这是因为产生CO2的反应是完全燃烧。CO2生成速率的顺序为:lip F6+EMC > lip F6+Dec > lip F6+DMC > lip F6+EC，与放热速率曲线一致。
