鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:624次 | 2021年07月19日
鋰離子電池的安全問題為甚么頻發(fā)?
近日,由國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)管總局質(zhì)量發(fā)展局和我國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)共同主辦的新能源汽車安全與召回主題峰會(huì)在博鰲召開。會(huì)議期間,就鋰離子電池安全問題,清華大學(xué)教授邱新平發(fā)表了自己的一些看法、并提出了電池安全問題防范提議。
鋰離子電池安全問題為甚么頻發(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點(diǎn)來決定的。與其他體系的電池相比,比如鉛酸蓄電池、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。重要表今朝以下兩個(gè)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,與一般的化學(xué)反應(yīng)如鉛酸蓄電池中鉛變硫酸鉛的反應(yīng)不相同,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(zhǎng)壽命系統(tǒng)。
其次,鋰離子電池具有高能量密度的特性,高能量密度重要得益于兩方面: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(這里所指的重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。
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%
今朝的鋰離子電池均勻電壓可以到3.7V以上,最高電壓可以達(dá)到4.4V以上。這樣的設(shè)計(jì),與一般的水溶液電解質(zhì)相比,鋰離子電池中沒有鉗制反應(yīng)。邱新平指出,比如說,假如鉛酸蓄電池過充電,過充電以后多余的電可以把水分析,分析完之后,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(gè)機(jī)制,所以一旦過充電,就會(huì)帶來很多安全問題。
引發(fā)熱失控的原由有兩類
電池產(chǎn)熱是電池工作過程中的必然產(chǎn)物,假如電池的熱釋放即熱擴(kuò)散速度比產(chǎn)熱速度要快,電池溫度就不會(huì)上升,不會(huì)達(dá)到熱失控溫度。但往往有些時(shí)候,電池的散熱性并不是很好。
邱新平將引起熱失控的原由分為兩類。
第一類是電池外部因素。假如電池所處的環(huán)境溫度過高,電池散熱不好,或者內(nèi)部卷得不好,導(dǎo)致電池散熱不通暢。此外,還有一種情況要公司特別留意,就是電池脊柱有時(shí)候能把熱引進(jìn)去,電池的金屬脊柱有銅的,有鋁的,導(dǎo)熱性都比較好,電路中有某些高熱源的元器件,一定要離電池脊柱遠(yuǎn)一些,讓熱量充足發(fā)揮。邱新平補(bǔ)充。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無人設(shè)備
第二類是電池內(nèi)部因素。一是微短路,微短路有兩種情況,一種是電池工藝中的短路,包括毛刺;另一種是使用過程中的短路,這些都會(huì)引起微短路,導(dǎo)致電池局部溫度高于熱失控溫度,從而萌生熱失控現(xiàn)象。
二是電池過充電,過充以后會(huì)降低材料的熱失控溫度。像電池在使用中后期的容量已經(jīng)衰減了,這時(shí)候電池本身就已經(jīng)處于過充狀態(tài),熱失控溫度自然會(huì)下降。邱新平指出。
三是電解質(zhì)用量,假如用量過多,爆炸的危害性會(huì)很大,火焰噴得很高很遠(yuǎn),所以要嚴(yán)格控制電解質(zhì)用量。