鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1114次 | 2019年12月13日
鋰離子電池安全問題為何頻發(fā)?
鋰離子電池安全問題為何頻發(fā)?
邱新平告訴《產(chǎn)品安全與召回》,這是由鋰離子電池本身的特征來決定的。與其他體系的電池相比,比如鉛酸電池、鎳鋁電池等,鋰離子電池創(chuàng)新地采用了一些新的反應(yīng)方式。主要表現(xiàn)在以下兩個方面:
首先,鋰離子電池正極和負(fù)極采用了嵌入反應(yīng)方式,與普通的化學(xué)反應(yīng)如鉛酸電池中鉛變硫酸鉛的反應(yīng)不一樣,嵌入反應(yīng)過程中材料表面也就是界面的結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定,因此保證了鋰離子電池的長壽命系統(tǒng)。
其次,鋰離子電池具有高能量密度的特性,高能量密度主要得益于兩方面:一是高容量電極材料的使用;二是寬的電化學(xué)窗口電解質(zhì)的使用(這里所指的主要是非水溶液體系電解質(zhì)或者固體電解質(zhì)),使得電池的電壓大幅度提高。
現(xiàn)在的鋰離子電池平均電壓可以到3.7V以上,最高電壓可以達(dá)到4.4V以上。這樣的設(shè)計,與普通的水溶液電解質(zhì)相比,鋰離子電池中沒有鉗制反應(yīng)。邱新平指出,比如說,如果鉛酸電池過充電,過充電以后多余的電可以把水分解,分解完之后,再用氫氧復(fù)合基質(zhì)把多余的電能變成熱能釋放出來,鋰離子電池并沒有這個機(jī)制,所以一旦過充電,就會帶來很多安全問題。
應(yīng)加強(qiáng)對電池生命中后期的數(shù)據(jù)積累
目前業(yè)內(nèi)包括車企對新的鋰離子電池,即剛出廠的電池的安全性認(rèn)識得很清楚,積累做了大量的數(shù)據(jù),也通過了各種各樣的標(biāo)準(zhǔn)測試。
邱新平告訴《產(chǎn)品安全與召回》:目前我們面臨這樣一個問題,包括最近國內(nèi)出現(xiàn)的這些燒車事故,都跟電池到了生命的中后期有關(guān),問題在于,我們現(xiàn)在對電池生命中后期反應(yīng)并沒有太多的數(shù)據(jù)積累。
我們實(shí)驗室花了三年時間做電池循環(huán)測試,三年時間里在同樣一個溫度下循環(huán),我們發(fā)現(xiàn)循環(huán)了3000次以后,電池的內(nèi)阻變化很大,一百個電池之間可能相差很多,容量也變化很大。
如果這種變化出現(xiàn)在成組的電池上,熱失控在所難免。所以到目前為止,我個人的觀點(diǎn)就是,需要加強(qiáng)對電池生命中后期的數(shù)據(jù)積累。安全本身不是一個從技術(shù)上或者從原理上不能克服的事情,安全是一個工程技術(shù)問題,只要有大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)積累,我們的工程技術(shù)人員就可以很好地開展工作。邱新平強(qiáng)調(diào)。
電池安全防范七點(diǎn)建議
鋰離子電池安全如何防范?邱新平提出以下建議:
首先,開發(fā)出好的正極材料,提高其熱失控溫度,每提高10度,就能大大減少熱失控發(fā)生的幾率。
第二,設(shè)計合理的結(jié)構(gòu),電池的散熱要好。
第三,保證電池一致性,加大使用過程中環(huán)境的控制等。
第四,開發(fā)出更加穩(wěn)定的電極材料,電解質(zhì)材料,這是真正解決鋰離子電池安全的根本。目前,這方面無論是國際還是國內(nèi)都有一些很好的技術(shù)方案在運(yùn)行。
第五,要加強(qiáng)電池散熱以及熱管理范圍的研究。有些企業(yè)可能怕熱傳遞而做隔熱,隔熱過程中還有一個散熱問題。
第六,減少生產(chǎn)過程的電池內(nèi)部缺陷,以減少電池發(fā)生安全事故的幾率。
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