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    電池知識

    分析鋰電池熱失控的主要原因

    來源:寶鄂實業    2019-10-17 22:25    點擊量:
    鋰電池是“火柴罐”
    在介紹不可燃電池之前,我們需要了解鋰電池為什么會燃燒。在化學中,我們都知道燃燒有三個基本元素:助燃材料、可燃物和火源,鋰電池滿足所有這些條件。用比喻來說,它就像“火柴坦克”。
     
    鋰電池熱穩定性差。在大約200℃的外部溫度下,它會分解并釋放氧氣。加上電池中的可燃電解液和碳材料,非常容易。產生的熱量會進一步加劇正極的分解,導致類似火藥的“熱量失控”。一旦鋰電池著火,它會在很短的時間內爆炸。去年的香港牌巴士,用了三元的鋰電池,爆炸了幾十秒,燒成了一個典型的例子。
     
    內部短路導致電池熱失控
    但在電池正常使用時,不會達到電池燃燒的狀態,那么鋰電池熱失控的主要原因是什么呢?蓄電池短路。
     
    鋰離子電池內部短路的原因有很多,可分為可控的外部原因和不可控的內部原因。電子器件和機械設計可以避免不穩定的設計、惡劣的環境和機械損傷,但也有一些內因無法完全避免。
    由于材料系統、制造工藝等諸多因素的影響,存在內部短路的風險。雖然鋰離子電池在出廠前一直經過嚴格的老化和自放電篩選,但由于工藝故障等不可預知的使用因素,在使用過程中仍有一定的故障概率導致內部短路。按照目前業內最高標準18650的核心質量控制率為2ppm,每售出10萬輛車,1600輛就有很高的自燃風險。
    對于動力電池而言,電池組中有數百甚至數萬塊鋰離子電池,這大大增加了電池組短路的概率。由于動力電池組所含能量巨大,發生內部短路極易誘發惡性事故,造成人員傷亡和財產損失。微觀和宏觀的非燃燒電池可以從電解液、鋰離子分離器和熱控流體技術等方面改變鋰電池的缺陷,避免鋰離子電池的燃燒。
    未燃電解液
    結果表明,當鋰離子電池的熱量失控時,大部分熱量從電解液中排出,因此解決的最重要問題是電解液的非燃燒性。因此,宏微觀著眼于不燃燒、快速充電、長壽命,開發新型電解液。兩個實驗表明,未燃燒的電解液不會像普通的點溶液一樣燃燒,可以有效地提高鋰電池的安全性。不僅如此,未燃電解液還考慮了快速充電和長壽命兩個指標。
    鋰離子分離器
    作為鋰電池另一重要組成部分的非燃燒電解液,對隔膜、微、宏觀功率的研究也給出了答案。普通鋰離子電池膜通常熔點較低,在130℃左右會收縮,造成電池內部短路和熱失控。微紅提出了以芳綸材料為主題開發耐高溫隔膜的思路。與普通PE隔膜相比,耐高溫隔膜具有更高的熔點,能保證電池即使在300℃的高溫下也不會收縮,防止電池內部短路,避免熱失控。
    總結:
    兩種主動防御措施,即非燃燒電解質和耐高溫隔膜,結合STL智能熱控流體的被動防御措施,解決了現有鋰電池的安全痛點,最終實現了電池系統級的非燃燒、高安全性和高性能。
    今年兩會指出,“新能源汽車”是工業領域“新經濟”的標志性產業。新能源汽車的發展再次被推進國家戰略?;趯﹂L壽命無燃燒電池技術的研發,微鴻使我國動力電池迅速處于世界領先水平,有望以此為基礎研發動力電池這一核心技術之一。微鴻使我國動力電池技術處于世界領先水平,使新能源汽車真正走上快車道。