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控制電池安全,最重要是什么

鉅大LARGE  |  點擊量:756次  |  2018年10月21日  

安全電池是一種新型的高科技電池產品,采用高安全系數的電路材料制造,在保證高容量、長時間放電、久用、耐用的同時,能有效遏制電池漏電、防高溫、電力穩定性強的安全電池。其理念來源于網游電池,是在繼承網游電池高容量、持久耐用的基礎上,進一步提高產品安全性創新高科技產品。

電池安全是一個系統工程。從原材料納米級到電池包納米級,整個電池系統是個學科交叉的復雜系統。

電池安全包括化學安全、機械安全、功能安全。怎么解決?發展固態鋰電池。

動力電池不但要考慮電池單體,還要考慮整體,所以電池包作為一個整體應該也要承擔安全責任,畢竟整個電池包涉及機械結構安全性、電氣安全性、熱管理安全、BMS的監控等多個方面。

國家剛剛公布實施了電池包的安全可靠性標準,但對個別項目也需要按照電池包具體的車載情況區別對待。

首先,要搞清電池爆炸燃燒的原因。從電池發熱—隔膜熔斷—電池短路—溫度升高—燃燒爆炸,這是一個鏈條,怎么應對?應當減少電池發熱量,提高隔膜耐熱的溫度和降低電解液的可燃性。

電池發熱的熱源從哪里來的呢?電池工作產生的焦耳熱量、電池材料不穩定產生的熱量、電解液與電池內部之間產生的反應的熱量、電池制作缺陷產生的熱量都可能是電池發熱的熱源。

其中,電池工作產生的熱量是因為電池的內部短路、離子遷移產生的,怎么應對?減少電池的內部電阻;電池材料不穩定產生的熱量熱源就是正極材料、負極材料、不穩定分解的放熱,怎么應對?通過摻雜、表面改進、減少發熱量等方法解決;電池制造產生的熱量熱源是因為電池極片制作不均勻,導致局部電阻過大溫度過高,電池設計不合理,電池內部發熱大于散熱,怎么解決?合理設計電池結構,制作沒有缺陷的極片。

至于鋰離子動力電池的安全對策,就是減少電池發熱量,采用高耐熱性全陶瓷隔膜,降低電解液的可燃性,當然電解液用固體最好。

控制電池安全靠管理加創新

可以看到,各種儲能電池、動力電池技術迅速發展,電池新原理、新技術、新材料層出不窮,鋰離子電池、高能鋰離子電池、鋰聚合物電池、固態鋰離子電池、鈉離子電池、水系鋰離子電池、水系鋅離子電池、水系鈉離子電池、鋰硫電池、硫—鋰離子電池、鈉硫電池等等,所有這些東西都是化學的。化學反應有兩個毛病:化學反應需要時間,所以充放電需要時間;化學反應有不安全性問題。

因為電池是有化學反應的,就全生命周期而言,處理不當就有危險。最關鍵是要控制,不讓它進入危險境地和污染環境,所以靠什么?管理加創新,一方面要創新技術,一方面要監管好。

而超級電容是物理反應的,不是化學反應,所以是安全的。雖然超級電容沒有化學問題,是物理的,充電快、放電快,可惜能量密度低。但如果研發量子物理電池,可以提高能量密度。

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