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鋰離子動(dòng)力鋰電池安全性問(wèn)題有哪幾點(diǎn)

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:777次  |  2020年11月17日  

第一,電化學(xué)意義講,相比其它材料,鋰離子電池兼顧了電動(dòng)汽車(chē)所需的比能量、安全、比功率、壽命等特性,以及相對(duì)低成本,在沒(méi)有新材料體系發(fā)展成熟以前,鋰離子電池應(yīng)該是發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)好的選擇。從全球鋰離子動(dòng)力鋰電池技術(shù)發(fā)展的情況看,安全性問(wèn)題在理論上是有解決方法的,但是,要保證搭載鋰離子電池的車(chē)輛安全性,不僅僅是技術(shù)問(wèn)題,也不僅僅是材料本身和電池單體的問(wèn)題,還包括相關(guān)研發(fā)和制造管理體系的完善,以及各方加強(qiáng)協(xié)同與合作問(wèn)題。


第二,應(yīng)該加快建立跨領(lǐng)域的動(dòng)力鋰電池安全評(píng)價(jià)體系。在近日由我國(guó)工程院舉辦的鋰離子動(dòng)力鋰電池安全性技術(shù)學(xué)術(shù)會(huì)議上,工程院陳清泉院士此發(fā)出了呼吁:動(dòng)力鋰電池安全評(píng)價(jià)體系是關(guān)鍵的關(guān)鍵,重中之重。會(huì)議期間,我國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心試驗(yàn)所王芳博士介紹了由工信部主導(dǎo)的汽車(chē)動(dòng)力鋰電池安全測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)工作進(jìn)展情況,包括BMS功能測(cè)試、振動(dòng)測(cè)試、碰撞沖擊測(cè)試、火燒測(cè)試、浸水測(cè)試等。但是,會(huì)上有專(zhuān)家提出,除了傳統(tǒng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)外,要加快電池安全幾率預(yù)測(cè)、在用電池評(píng)價(jià),以及加強(qiáng)對(duì)電池爆炸后出現(xiàn)的對(duì)人體傷害非常大的CO、HF(氟化氫)等有害氣體控制的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究,并要材料、電池、車(chē)企共同參與制定和完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),建立包括指導(dǎo)研發(fā)和生產(chǎn)一致性的規(guī)范、對(duì)新電池和在用電池評(píng)價(jià)、減低事故發(fā)生后傷害等在內(nèi)的系統(tǒng)的安全評(píng)價(jià)體系。


第三,雖然熱失控是鋰離子動(dòng)力鋰電池安全的根本成因,但其是否發(fā)生則與產(chǎn)熱量及速率、環(huán)境溫度、濕度密切相關(guān),換言之是個(gè)幾率問(wèn)題,如何使幾率降到低,是目前面對(duì)的大挑戰(zhàn),相關(guān)材料及電池、電池與整車(chē)公司必須緊密協(xié)同,這一點(diǎn)至關(guān)重要。因?yàn)椋煌?chē)公司、不同車(chē)型、不同使用條件和環(huán)境對(duì)電芯及電池系統(tǒng)的技術(shù)條件要求不同,在車(chē)輛開(kāi)發(fā)階段假如沒(méi)有電池公司與車(chē)企的充分交流合作,電池系統(tǒng)安全隱患難以防范。如電芯容量大小對(duì)安全性影響問(wèn)題,從熱失控理論上證實(shí)了單體容量極限,小容量電池安全性高(如10Ah以下),但一些整車(chē)公司從車(chē)輛或設(shè)計(jì)要,在沒(méi)有對(duì)電池安全特性充分了解和對(duì)相關(guān)安全技術(shù)充分掌握的情況下,象買(mǎi)塊手機(jī)電池相同從電池廠家購(gòu)買(mǎi)和使用大容量電池來(lái)成組系統(tǒng),缺乏有效防止熱失控的技術(shù)保障,導(dǎo)致了安全事故多發(fā)。


第四,展開(kāi)講,電池安全性問(wèn)題重要表現(xiàn)是燃燒和爆炸,其出現(xiàn)機(jī)制的根本原因是短路和過(guò)充導(dǎo)致的熱失控,因此,防止因短路和過(guò)充導(dǎo)致熱失控是解決鋰離子動(dòng)力鋰電池的主攻方向。短路的成因有材料因素,有工藝因素,還有使用過(guò)程中如低溫充電、大電流充放電、負(fù)極快速衰減等因素影響。過(guò)充重要是大電流充電導(dǎo)致。目前,防止熱失控重要路徑是:材料技術(shù)方面,開(kāi)發(fā)阻燃隔膜、電解質(zhì)體系、負(fù)極隔熱層等,重要課題是如何實(shí)現(xiàn)耐高溫阻燃、高強(qiáng)度、環(huán)保、易產(chǎn)業(yè)化和低成本;電芯制造方面,著力解決一致性問(wèn)題,如防治粉塵、正負(fù)極錯(cuò)位、極片毛刺、電解液/質(zhì)均勻性等,其中既有技術(shù)問(wèn)題、也有生產(chǎn)系統(tǒng)質(zhì)量管控能力問(wèn)題;電池設(shè)計(jì)方面,開(kāi)發(fā)電池自激發(fā)安全性技術(shù),使電池具有自保護(hù)功能,如電池自發(fā)的充電電壓鉗制技術(shù)和自發(fā)的熱控制技術(shù);電池系統(tǒng)方面,開(kāi)發(fā)有效熱管理系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)以及高安全性的結(jié)構(gòu)。這些技術(shù)在國(guó)際上有的已比較成熟,并應(yīng)用于部分電池生產(chǎn)或整車(chē)搭載。


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