鉅大LARGE | 點擊量:764次 | 2022年04月26日
電動汽車動力鋰電池組的安全性該如何提高?
到目前為止我國動力鋰電池行業(yè)經(jīng)過十幾年的積累,已經(jīng)有了很大的提升,特別是對動力鋰電池的理解和認識方面,應對當下的電動汽車使用,應該說是能夠勝任的。現(xiàn)在的動力鋰電池在材料上,假如沒有明顯技術(shù)突破前,發(fā)展到一定水平之后,就很難再有進一步的突破,與此同時,在安全性方面的負面影響卻越來越大。這時有人就會問了,燃油車還經(jīng)常起火呢,且比電動汽車多,為何對電動汽車要求這么高呢?在這里有一個概念就要說清了:燃油車的著火是能夠找到規(guī)律的,與許多已知因素有關(guān),關(guān)鍵一點是燃油車的易燃物是燃油,是被密封在一個與外界隔絕的環(huán)境里,與氧氣(助燃劑)和火源分開,這種隔絕條件一旦被打破(如管路老化漏油遇到發(fā)動機高溫),就會出現(xiàn)事故。而動力鋰電池系統(tǒng)的易燃物是電解液,它與助燃劑氧氣(正極材料遇到高溫時會分解生產(chǎn)氧氣)和火源(內(nèi)短路、過充都會出現(xiàn)高溫)被密封在同一個容器環(huán)境里,因此它的安全不確定性也就顯得尤為突出。
電池系統(tǒng)的安全必須由電芯來解決,假如電芯要保證安全,就必須采用更穩(wěn)定的材料,更安全的設(shè)計。假如現(xiàn)在一味的放低電芯的安全要求,降本、提高能量密度,那么后續(xù)的安全性能檢測就會很難通過,評估整車的安全性還是應該從源頭上進行握好,在電芯層面的安全性上,選用更厚的隔膜,在電芯提高能量密度的設(shè)計上不應該通過減薄隔膜厚度實現(xiàn)。
電動汽車動力鋰離子電池組的安全性如何提高?
現(xiàn)在的電動汽車采用的電池都是磷酸鐵鋰離子電池組的,安全性能非常高,有智能管理系統(tǒng)控制顯示每組電池的電壓,剩余容量和溫度,非常好,政府還有購車補貼。
電動汽車鋰離子電池組安全問題一直以來都是廣大消費人群所關(guān)注的問題,盡管鋰電安全無法根治,但卻是可控可防的,正確面對并積極探索一些新的安全性技術(shù),將有利于促進電池技術(shù)進步,比如提高材料界面熱穩(wěn)定性,開發(fā)單體自激發(fā)熱保護技術(shù),以及系統(tǒng)熱擴展防范技術(shù),就可以有效改善電池系統(tǒng)的安全性。
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%
動力鋰離子電池組,幾乎全部的設(shè)計都打有安全的烙印,外殼的防水設(shè)計,電池包的強度設(shè)計,熱管理系統(tǒng),BMS的溫度監(jiān)測、煙霧報警、防過充過放程序等等。安全是動力鋰電池包的重中之重。
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)越來越小。動力鋰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,三元相對較差。
鋰離子電池組安全實現(xiàn)質(zhì)的提升,最根本還是要依靠材料技術(shù)的進步。使用耐高溫的陶瓷涂層隔離膜鋰離子電池的熱穩(wěn)定性和安全性進一步提高。但是正極材料的熱穩(wěn)定性一直沒能得到很好的提高,電解液也一直采用易燃易爆的有機體系。動力鋰離子電池組熱失控最根本的解決方法是開發(fā)出難燃或者不燃的電解液,這樣即使發(fā)生各種短路或者熱失控情況,電池也只是發(fā)熱而不會劇烈燃燒爆炸。
由于動力鋰離子電池成組使用最關(guān)鍵也是最核心的問題:一是安全、二是壽命,特別是在快速充電時,電池組內(nèi)電池的差異加大,如何解決電池組的使用壽命,面對巨大挑戰(zhàn)。
影響電池安全使用和循環(huán)壽命的因素,除了電池自身工藝性和產(chǎn)品質(zhì)量外,至關(guān)重要的一個問題是:電池成組充電時的安全性管控和熱管理技術(shù)。沒有完善的電池成組安全性管控和熱管理技術(shù),電池的安全性和長壽命循環(huán)就無法保證,因此,動力鋰電池充電的管理系統(tǒng)與電池自身的安全同等重要。
隨著電動汽車這個市場逐漸的增大,能夠有效的激發(fā)生產(chǎn)廠家對電池發(fā)展的動力,鋰離子電池材料技術(shù)的研發(fā)和生產(chǎn)制造將會不斷的進步。由此可預見,在電池技術(shù)不斷地發(fā)展下,鋰離子電池將會越來越安全,新能源汽車技術(shù)也將會越來越成熟。