涉水锂离子电池的腐蚀与析氢风险研究

作     者：张青松 李东琪 连晓雪 

作者机构：中国民航大学民航热灾害防控与应急重点实验室 中国民航大学理学院 

出 版 物：《北京航空航天大学学报》 (Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics)

年 卷 期：2022年

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金民航联合基金（基金号U1933109） 

主　　题：锂离子电池 安全 涉水 电池性能 热失控 析氢 

摘      要：每年锂电池涉水事件频发，特别是沿海地区及海事应用方面常常遇到高盐度涉水事件。本文以18650型电池为样本，进行了不同盐度条件下涉水锂离子电池的腐蚀与析氢风险实验研究。结果表明，锂离子电池涉水时首先发生电解和电化学腐蚀现象，盐度越高，这种现象越显著。腐蚀主要发生在阳极帽处，随着腐蚀进行，腐蚀孔向内部深入，直至电池彻底损坏。涉水中锂电池的质量损失速率与电压降之间存在一定正相关关系。腐蚀产物主要为氢氧化亚铁、氢氧化铁和氢氧化铝。涉水过程中阴极析出大量氢气，氢气产生速率与盐溶液浓度成正比关系。对于较为封闭的应用环境极易达到氢气爆炸下限。轻度腐蚀后电池热失控过程的喷射程度较为剧烈，燃爆危险性较高；而过度腐蚀则会直接破坏电池结构，进而使电池完全失效。