鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2019年09月05日
解析新能源汽車動力電池的安全性及解決方法
在新能源汽車發(fā)展過程中,除價格高、續(xù)駛里程短和充換電基礎設施不足外,動力安全性是消費者和專業(yè)人士關注的重點。這個問題也影響到了動力電池比能量的提升。
“發(fā)展防短路、防過充、防熱失控、防燃燒及不燃性電解液是應對動力電池安全性的關鍵。武漢大學艾新平教授在上海舉行的第14屆中國國際工業(yè)博覽會新能源汽車產業(yè)發(fā)展高峰論壇上強調。
鋰離子動力電池不安全行為的發(fā)生機制
艾新平分析指出,鋰離子動力電池除了正常的充放電反應外,還存在很多潛在的放熱副反應。當電池溫度或充電電壓過高時,很容易引發(fā)這些放熱副反應。
主要的過熱副反應包括:1.SEI膜在溫度高于130℃時分解,使電解液在裸露的高活性碳負極表面大量還原分解放熱,導致電池溫度升高。這是引發(fā)電池熱失控的根本原因。
2.充電態(tài)正極的熱分解放熱,及進一步由活性氧引發(fā)的電解液分解,加劇了電池內部的熱量積累,促進了熱失控。
3.電解質的熱分解導致電解液分解放熱,加快了電池溫升。
4.粘結劑與高活性負極的反應。LixC6與PVDF反應的起始溫度約為240℃,峰值290℃,反應熱為1500J/g。
主要的過充副反應為,有機電解液氧化分解,產生有機小分子氣體,導致電池內壓增大,溫度升高。
當放熱副反應的產熱速率高于動力電池的散熱速率時,電池內壓及溫度急劇上升,進入無法控制的自加溫狀態(tài),即熱失控,導致電池燃燒。電池越厚,容量越大,散熱越慢,產熱量越大,越容易引發(fā)安全問題。