鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1085次 | 2018年12月08日
鋰離子電池安全性有關(guān)介紹
對(duì)于鋰離子電池制造商而言,關(guān)鍵是為電池供電的系統(tǒng)生產(chǎn)安全可靠韻電池。電池組中的電池管理電路監(jiān)測(cè)鋰離子電池的工作情況,包括電池內(nèi)阻、溫度、電池電壓、充放電流以及為系統(tǒng)提供具體剩余的工作時(shí)間和電池“健康”信息的SoC,從而確保系統(tǒng)做出正確的判斷。
另外,只要有一個(gè)故障狀態(tài),例如過電流、短路(SC)、電池單元和電池組過電壓、或超溫,就會(huì)關(guān)閉兩個(gè)緊挨著的保護(hù)MOSFET電路。由于該電路在電池組中與電池是串聯(lián)的,關(guān)閉意味著電池單元與系統(tǒng)斷開連接,從而增強(qiáng)了電池的安全性。在整個(gè)電池工作時(shí)間周期內(nèi),基于阻抗跟蹤技術(shù)的電池管理單元(BMU)監(jiān)測(cè)電池單元的內(nèi)阻和電池單元電壓是否平衡,還有可能監(jiān)測(cè)電池單元的微短路并避免電池單元發(fā)生火災(zāi)甚至爆炸。
鋰離子電池
運(yùn)行溫度過高會(huì)加速電池的老化并造成鋰離子電池的熱失控和爆炸。這類電池之所以有此特性,是因?yàn)樗捎昧烁叨然钚圆牧?。如果電池用高電流進(jìn)行過充電或者短路,會(huì)使得溫度快速上升。在鋰離子電池的過充電過程中,活性金屬鋰沉淀在陽極。
此材料顯著地增加了爆炸的危險(xiǎn)性,因?yàn)樗軌蚺c許多材料(包括電解液和陰極材料)發(fā)生爆炸反應(yīng)。例如,鋰一碳插入的復(fù)合物與水發(fā)生反應(yīng)并且釋放的氫氣被反應(yīng)放出的熱量所點(diǎn)燃。當(dāng)溫度超過它的熱失控閾值175℃,電池電壓為4.3V時(shí),陰極材料(類似IJC002)會(huì)開始與電解液發(fā)生反應(yīng)。鋰離子電池使用薄的微口膜,例如聚烯烴來隔離正極性和負(fù)極性電極,因?yàn)樗鼈冇谐錾臋C(jī)械特陛和化學(xué)穩(wěn)定性,并且成本是可以接受的。聚烯烴的低熔點(diǎn),范圍為135~165℃,使它適合用來做熔絲。當(dāng)溫度接近聚合物的熔點(diǎn)時(shí),多孔性消失了。這樣的目的是使電池單元關(guān)閉,因?yàn)殇囯x子不能在電極之間流動(dòng)了。
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%
另外,在鋰離子單元中還有一個(gè)PTC(正溫度系數(shù))設(shè)備和一個(gè)安全通氣孔來提供額外的保護(hù)。在這種情況下,常用的負(fù)電極通常是Ni片鋼。當(dāng)電池密封時(shí),金屬粒子有可能會(huì)污染電池單元的內(nèi)部。隨著時(shí)間的流逝,這些粒子可以遷移到分離器,使得處于電池陽極和陰極之間的絕緣層性能下降。這造成陽極和陰極之間的微短路和電子自由流動(dòng),最終使電池失效。通常情況下,這種失敗不比電池掉電和完全終止工作好多少。
在罕見情況下,電池會(huì)過熱、熔化、著火、甚至爆炸。據(jù)報(bào)導(dǎo),安全性是最近電池失敗的主要根本原因,導(dǎo)致了不同廠家大量的召回。
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