鉅大LARGE | 點擊量:1816次 | 2022年06月06日
動力鋰電池?zé)崾Э氐脑蚣皯?yīng)對方法
(1)機(jī)械濫用
重要發(fā)生在汽車碰撞中,由于外力的影響,鋰離子電池單體、電池組變形,各部分自身的相對位移,導(dǎo)致電池膜被撕裂和內(nèi)部短路;易燃電解液的泄漏最終引起了火災(zāi)。在機(jī)械濫用中,穿刺損傷是最嚴(yán)重的,可能會將導(dǎo)體插入電池體,造成直接的正負(fù)短路。相比之下,碰撞、擠壓等只是概率性的內(nèi)部短路,擊穿時出現(xiàn)的熱量更強(qiáng)烈,導(dǎo)致熱逃逸的概率更高。
(2)濫用電力
電力的濫用重要是由于電池使用不當(dāng)造成的,包括外部短路、過充、過放電。其中過渡放電的危害最小,但過放電引起的銅枝晶生長會降低電池的安全性,新增熱失控的可能性。外部短路是兩個帶差動電壓的導(dǎo)體在電池外部連接的結(jié)果。
充電過度是最有害的一種電力濫用形式。鋰枝晶生長在陽極表面,這是由于鋰的過量嵌入。其次,鋰的過度去包埋會導(dǎo)致陰極結(jié)構(gòu)由于熱和氧的釋放而崩潰(NCA陰極的氧釋放)。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
(3)熱濫用
熱濫用重要是指電池內(nèi)部局部過熱,這種現(xiàn)象很少是獨立存在的,往往是通過機(jī)械濫用和電氣濫用而發(fā)展起來的,是最終直接引發(fā)熱失控等事故的一種情況。熱濫用通常是由于外部環(huán)境過高或電池過熱所引起的溫度控制系統(tǒng)不工作,導(dǎo)致短路,導(dǎo)致熱失控。從原因上看,熱濫用的原因是最復(fù)雜的。電池組的碰撞和損壞,電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性能,或其他熱管理系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)的故障都可能導(dǎo)致熱濫用的發(fā)生。
(4)內(nèi)部短路
內(nèi)部短路是由電池正極和負(fù)極之間的直接接觸引起的。當(dāng)然,接觸的程度是不同的,隨后的反應(yīng)也是非常不同的。通常由機(jī)械和熱濫用引起的大規(guī)模內(nèi)部短路會直接導(dǎo)致熱濫用。內(nèi)部短路的原因也很復(fù)雜。如鋰離子電池充電過量,樹突積累到一定程度,導(dǎo)致電池膜被擊穿,導(dǎo)致內(nèi)部短路,或在碰撞或擊穿損傷后正負(fù)電極直接接觸,導(dǎo)致熱失控。與外部因素引起的內(nèi)部短路相比,電池制造過程中自發(fā)缺陷引起的內(nèi)部短路相對較小。固有的內(nèi)部短路出現(xiàn)的熱量少,不會立即引發(fā)熱失控。這種內(nèi)部缺陷要一段時間才能發(fā)展成較輕程度的內(nèi)部短路。
關(guān)于鋰離子電池的熱失控,國內(nèi)重要的解決方法重要是從外部保護(hù)和內(nèi)部改進(jìn)兩個方面。外部保護(hù)重要是對系統(tǒng)的升級和改進(jìn),內(nèi)部改進(jìn)重要是對電池本身的改進(jìn)。
(1)推廣冷卻方式
熱管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)控制溫度,確保電池始終處于合理的工作溫度。熱管理系統(tǒng)通常由車輛控制器控制。當(dāng)電池溫度異常時,空調(diào)系統(tǒng)可及時冷卻或加熱,以保證電池的安全和使用壽命。電池的散熱方式根據(jù)熱傳導(dǎo)方式和介質(zhì)分為四種:空氣冷卻(風(fēng)冷)、液體冷卻(水冷)、相變材料(固態(tài))、復(fù)合冷卻(水冷+固態(tài))。
(2)內(nèi)部材料和結(jié)構(gòu)的改進(jìn)
內(nèi)部改進(jìn)是對電池內(nèi)部的材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造,使電池具有更好的耐熱、散熱性能。就目前的研究重點而言,固體電解質(zhì)的發(fā)展;正極和負(fù)極被重建。而采用更安全的隔膜材料是從內(nèi)部提高電池?zé)嵝阅艿闹匾緩街弧?/p>
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