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17年專(zhuān)注鋰電池定制

什么樣的鋰電池更安全

來(lái)源:邦立威    2019-11-04    點(diǎn)擊量:823
動(dòng)力鋰電池,幾乎全部的設(shè)計(jì)都打有安全的烙印,外殼的防水設(shè)計(jì),電池包的強(qiáng)度設(shè)計(jì),熱管理系統(tǒng),BMS的溫度監(jiān)測(cè)、煙霧報(bào)警、防過(guò)充過(guò)放程序等等。安全是動(dòng)力電池包的重中之重。 如果能夠釜底抽薪,動(dòng)力鋰電池自身足夠安全,則周邊工程的設(shè)計(jì)將會(huì)變得無(wú)比自由,成本也會(huì)應(yīng)聲而下。那么什么樣的鋰電池是安全的鋰電池? 1 動(dòng)力鋰電池的基本組成 以圓柱形電池為例,如上圖所示,鋰電池的主要結(jié)構(gòu)包括殼體,正極,負(fù)極,隔膜,電解液,安全閥等安全保護(hù)裝置以及一些導(dǎo)電密封輔助結(jié)構(gòu)。 殼體,是整只電芯的保護(hù)層,對(duì)電芯起到支撐、隔離和絕緣等保護(hù)性作用。軟包電池,沒(méi)有高強(qiáng)度的殼體,其在小規(guī)模成組以后,也要設(shè)計(jì)具備一定強(qiáng)度的殼。 直接參與電池電化學(xué)過(guò)程的是正極、負(fù)極和電解液,可以說(shuō)它們是事故的源頭,也是真正解決安全問(wèn)題的病根所在。 2 正極、負(fù)極和電解液的安全性問(wèn)題 鋰電池的安全事故,無(wú)論是電芯老化或者自身質(zhì)量問(wèn)題帶來(lái)的自內(nèi)而外的過(guò)熱,進(jìn)而導(dǎo)致熱失控,還是由于交通事故或者其他類(lèi)型的濫用造成的熱失控,事故發(fā)生總要經(jīng)歷電芯材料劇烈反應(yīng)的過(guò)程,如果能夠阻斷這個(gè)點(diǎn),則電池可以失效,但永遠(yuǎn)不會(huì)燃爆。 動(dòng)力鋰電池,幾乎全部的設(shè)計(jì)都打有安全的烙印,外殼的防水設(shè)計(jì),電池包的強(qiáng)度設(shè)計(jì),熱管理系統(tǒng),BMS的溫度監(jiān)測(cè)、煙霧報(bào)警、防過(guò)充過(guò)放程序等等。安全是動(dòng)力電池包的重中之重。 如果能夠釜底抽薪,動(dòng)力鋰電池自身足夠安全,則周邊工程的設(shè)計(jì)將會(huì)變得無(wú)比自由,成本也會(huì)應(yīng)聲而下。那么什么樣的鋰電池是安全的鋰電池? 1 動(dòng)力鋰電池的基本組成 以圓柱形電池為例,如上圖所示,鋰電池的主要結(jié)構(gòu)包括殼體,正極,負(fù)極,隔膜,電解液,安全閥等安全保護(hù)裝置以及一些導(dǎo)電密封輔助結(jié)構(gòu)。 殼體,是整只電芯的保護(hù)層,對(duì)電芯起到支撐、隔離和絕緣等保護(hù)性作用。軟包電池,沒(méi)有高強(qiáng)度的殼體,其在小規(guī)模成組以后,也要設(shè)計(jì)具備一定強(qiáng)度的殼。 直接參與電池電化學(xué)過(guò)程的是正極、負(fù)極和電解液,可以說(shuō)它們是事故的源頭,也是真正解決安全問(wèn)題的病根所在。 2 正極、負(fù)極和電解液的安全性問(wèn)題 鋰電池的安全事故,無(wú)論是電芯老化或者自身質(zhì)量問(wèn)題帶來(lái)的自內(nèi)而外的過(guò)熱,進(jìn)而導(dǎo)致熱失控,還是由于交通事故或者其他類(lèi)型的濫用造成的熱失控,事故發(fā)生總要經(jīng)歷電芯材料劇烈反應(yīng)的過(guò)程,如果能夠阻斷這個(gè)點(diǎn),則電池可以失效,但永遠(yuǎn)不會(huì)燃爆。 3 安全性能的改進(jìn)方向 3.1電解液 阻燃劑 在原來(lái)電解液的基礎(chǔ)上加入阻燃劑,具備可行性,只是特別適當(dāng)?shù)淖枞紕┻€沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)。佛化物阻燃效果較好,但成本高;烷基磷酸酯,加入電解液后,降低了導(dǎo)電率,阻燃效果也一般,因而不能算是好的選擇;氮化物阻燃效果不明顯,且具毒性,基本不可行。阻燃劑是比較現(xiàn)實(shí)的技術(shù)路線,只是還需要時(shí)間和人力的投入。 固體電解質(zhì) 聚合物電解質(zhì),是真正的固態(tài)電解質(zhì)和電解液之間的中間形態(tài),是干態(tài)聚合物電解質(zhì)和電解液的并存狀態(tài)。但聚合物電解質(zhì)在安全性上,比之電解液已經(jīng)有很大提高,在漏液和燃燒性方面都有進(jìn)步。 在新聞中看到,某公司發(fā)明了不燃燒電解液。如果果然如宣傳的那樣,將是革命性的成果。 選擇恰當(dāng)?shù)碾娊赓|(zhì) 通過(guò)對(duì)電解鹽類(lèi)型的選擇,減少SEI膜溶解的幾率。 3.2 正負(fù)極材料 從改善材料熱穩(wěn)定性的角度出發(fā),選擇分子結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定的材質(zhì)。負(fù)極,對(duì)于碳材料來(lái)說(shuō),球狀結(jié)構(gòu)比層狀結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好;跨越種類(lèi),尖晶石結(jié)構(gòu)的鈦酸鋰又比全部石墨材質(zhì)的負(fù)極穩(wěn)定性好。2.3中所述的各種安全問(wèn)題,鈦酸鋰都不存在,是當(dāng)前負(fù)極材料中最安全的一種。 正極材料的可選擇范圍并不大,鈷酸鋰,由于穩(wěn)定性差,使用的范圍已經(jīng)越來(lái)越小。動(dòng)力電池主流的三種正極材料,磷酸鐵鋰、錳酸鋰和三元材料。從安全性角度考慮,磷酸鐵鋰的安全性最好,錳酸鋰次之,三元相對(duì)較差。
邦力威鋰電,17年專(zhuān)注鋰電池定制
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