鉅大LARGE | 點擊量:846次 | 2019年09月10日
車用鋰動力電池系統(tǒng)的安全性剖析
中國“十二五”規(guī)劃大力支持以電動汽車為主的新能源汽車新興產(chǎn)業(yè)。然而以熱失控為特征的鋰離子電池系統(tǒng)的安全性事故時有發(fā)生,困擾著電動汽車的發(fā)展。動力電池安全性事故的常見形式及成因是什么?又該采取怎樣的防范措施?
1.動力電池安全性問題
鋰離子動力電池事故主要表現(xiàn)為因熱失控帶來的起火燃燒。如表1和圖1所示。
圖1近年來部分鋰離子動力電池事故
鋰離子動力電池系統(tǒng)安全性問題表現(xiàn)為3個層次(圖2)。
1)電池系統(tǒng)安全性的“演變”。即電池系統(tǒng)長期老化——“演化”(事故1、2、3、5、7)和突發(fā)事件造成電池系統(tǒng)損壞——“突變”(事故4、6)。
2)“觸發(fā)”——鋰離子動力電池從正常工作到發(fā)生熱失控與起火燃燒的轉(zhuǎn)折點。
3)“擴(kuò)展”——熱失控帶來的向周圍傳播的次生危害。
圖2動力電池系統(tǒng)安全性問題的層次
2.動力電池安全性演變
2.1“演化”與“突變”
電池系統(tǒng)長期老化帶來的可靠性降低,演化耗時長,可以通過檢測電池系統(tǒng)的老化程度來評估電池系統(tǒng)安全性的變化;相比而言安全性突變難以預(yù)測,但是可以通過既有事故的形式來改進(jìn)電池系統(tǒng)的設(shè)計。
2.2安全性演化機(jī)理
電池系統(tǒng)任何部件的老化都可能帶來安全事故的觸發(fā),如事故1、7。除此之外,電池本身的安全性演化主要表現(xiàn)為內(nèi)短路的發(fā)展。電池內(nèi)部的金屬枝晶生長是造成內(nèi)短路的主要原因之一。值得一提的是,老化電池的能量密度降低,熱失控造成的危害可能會降低;另一方面老化電池更容易發(fā)生熱失控。