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电池故障分析和故障类型表征 Sean Berg 2021 年 10 月 8 日 本文介绍了锂离子电池的类型、故障类型以及用于调查起源和原因以识别故障机制的取证方法和技术。这是六部分系列文章的第一篇。要阅读本系列的其他文章，请单击此处。在过去 10 年中，可再生和可持续能源在整体电力生产和使用中的份额稳步增长，这主要是由于人们对气候变化以及石油价格不确定性和资源可用性的担忧。其中一些能源类型的间歇性问题已通过使用电池储能系统 (BESS) 得到很大程度的抵消，但并未完全解决。具体来说，锂离子 (Li-ion) 电池是 BESS 中最常用的电池类型，具有许多优势，包括尺寸更小、功率密度和能量密度等等。过去 10 年，锂离子电池每千瓦时的价格也大幅下降，这有助于降低这些可再生能源的能源成本，而持续的技术进步也提高了锂离子电池的性能。这些电池是一种多功能且高度可扩展的储能介质，可以采用多种形状和化学成分，使其可用于各种应用。然而，与任何其他技术一样，锂离子电池也会出现故障。了解电池故障和故障机制以及它们是如何导致或触发的非常重要。本文讨论了常见的锂离子电池故障类型，重点关注热失控，这是一种特别危险和危险的故障模式。本文还将讨论可用于表征电池故障的取证方法和技术。电池单元可能以多种方式发生故障，包括滥用操作、物理损坏或单元设计、材料或制造缺陷等。锂离子电池在充电/放电循环中会随着时间的推移而劣化，导致电池保持电量的能力下降。对于锂离子电池，当电池容量低于其标称容量的某个百分比（即通常为 80%，但可能低至 60%）时，电池将无法工作。以过高的 C 速率（即充电和放电期间由电池提供或流向电池的电流的量度）对电池进行充电和放电，例如，额定容量为 1,000 mAh 的电池以 1C 放电时可提供 1 安培电流 1 小时，这会缩短电池寿命并可能导致其他故障机制。撞击或跌落造成的物理损坏可能导致电池内部损坏。电解质蒸汽产生和从果冻卷中泄漏可能导致膨胀。密封不当或易受密封性损坏的电池可能导致电解质泄漏，以及潜在的内部暴露于外部氧气。如果电池有任何电量，这可能会导致爆炸，因为锂碳阳极对大气具有高度反应性。这些条件的某些组合，包括滥用操作条件，可能会导致热失控故障。本文重点介绍与热失控故障相关的原因。热失控是一种危险的故障类型，可能导致爆炸和火灾。在更大规模的锂离子电池储能系统中，这种故障可能是连锁的和灾难性的，因为热失控是由热量驱动的。一个以这种方式发生故障的电池会迅速导致由此产生的火灾的热量蔓延到其他周围的电池并引发相同的故障。结果不仅会对财产构成严重威胁，而且还会对
BESS 事故 - 近期故障和风险管理注意事项
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