電動(dòng)汽車(chē)的鋰電池不一致竟然還會(huì)有這種危害
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-03-18 09:48
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能量密度高，鋰電池往往不敢設(shè)計(jì)成大容量。鉛酸電池的能量密度在40Wh/kg左右，而鋰電池，已經(jīng)超過(guò)150Wh/kg。能量集中度提高，對(duì)安全性的要求水漲船高。
首先，單只能量過(guò)高的鋰電池，遇到意外，引發(fā)熱失控，電池內(nèi)部急劇反應(yīng)，短時(shí)間內(nèi)，過(guò)多的能量無(wú)處釋放，是非常危險(xiǎn)的。尤其在安全技術(shù)，管控能力發(fā)展還不夠充分的時(shí)候，每只電池的容量都應(yīng)該克制。
其次，被鋰電池殼體包裹起來(lái)的能量，一旦出現(xiàn)意外，消防員、滅火劑無(wú)法觸及、無(wú)能為力，只能在發(fā)生事故時(shí)隔離現(xiàn)場(chǎng)，任事故電池自行反應(yīng)，能量燃盡為止。
拿兩只電池串聯(lián)舉例。一只電池容量C，另外一只容量只有0.9C。串聯(lián)關(guān)系，兩只電池通過(guò)同樣大小的電流。
充電時(shí)，容量小的電池必然先充滿，達(dá)到充電截止條件，系統(tǒng)不再繼續(xù)充電。放電時(shí)，容量小的電池也必然先放光全部可用能量，系統(tǒng)即刻停止放電。
電芯性能的不一致，都是在生產(chǎn)過(guò)程中形成，在使用過(guò)程中加深。同一個(gè)電池組內(nèi)的電芯，弱者恒弱，且加速變?nèi)?。單體電芯之間參數(shù)的離散程度，隨著老化程度的加深而加大。
當(dāng)前，工程師應(yīng)對(duì)單體電芯不一致，主要從三個(gè)方面考慮。單體電池分選，成組后熱管理，出現(xiàn)少量不一致時(shí)電池管理系統(tǒng)提供均衡功能。
某一顆電芯率先到達(dá)充電截止電壓，而其余眾電芯電壓明顯滯后，BMS起動(dòng)充電均衡功能，或者接入電阻，放掉高電壓電芯的部分電量，或者把能量轉(zhuǎn)移走，放到低電壓電芯上去。這樣，充電截止條件被解除，充電過(guò)程重新開(kāi)始，電池包充入更多電量。
直到現(xiàn)在，電芯的不一致性，仍然是行業(yè)內(nèi)研究的重要領(lǐng)域。電芯能量密度再高，遇到不一致性來(lái)攪局，電池包能力也會(huì)大打折扣。
隨著新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程逐步深入，全球各國(guó)及重點(diǎn)企業(yè)均加大力度發(fā)展動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)，基于新材料和結(jié)構(gòu)的高比能動(dòng)力電池技術(shù)已經(jīng)成為各國(guó)競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)，大力提升目前車(chē)用動(dòng)力電池安全性、壽命、低溫特性，降低成本是產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展的方向。
在美國(guó)、日本、歐洲和韓國(guó)等國(guó)家/地區(qū)科技規(guī)劃以及重點(diǎn)企業(yè)戰(zhàn)略規(guī)劃中多次提及新體系結(jié)構(gòu)車(chē)用動(dòng)力電池技術(shù)，重點(diǎn)關(guān)注高性能電池材料、高性能鋰離子動(dòng)力電池(致力于壽命、能量密度和安全性提升)、高性能電池包、電池管理系統(tǒng)、熱管理、電池標(biāo)準(zhǔn)體系、下一代鋰離子動(dòng)力電池、鋰金屬電池、電池梯級(jí)利用及回收技術(shù)、電池生產(chǎn)制造技術(shù)及裝備等。
我國(guó)動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)從無(wú)到有，從小到大，發(fā)展很快，在國(guó)家科技項(xiàng)目的重點(diǎn)支持下，中國(guó)動(dòng)力（600482）鋰電池關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵材料和產(chǎn)品研究已經(jīng)取得重大進(jìn)展。雖然小容量功率型動(dòng)力鋰電池技術(shù)和產(chǎn)品與國(guó)外相比仍有一定差距，但大容量動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)處于國(guó)際領(lǐng)先水平。單體動(dòng)力電池的特性，已經(jīng)具備推廣應(yīng)用的條件。動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進(jìn)入到產(chǎn)業(yè)化建設(shè)和推廣應(yīng)用的關(guān)鍵階段。動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程已經(jīng)處于國(guó)際領(lǐng)先地位。
2018年，外資鋰電池企業(yè)首次獲得在我國(guó)經(jīng)營(yíng)的許可，LG化學(xué)，三星等外資企業(yè)紛紛建廠擴(kuò)大產(chǎn)能，加上寧德時(shí)代和比亞迪等國(guó)內(nèi)企業(yè)預(yù)計(jì)新增產(chǎn)能，到2020年我國(guó)國(guó)內(nèi)動(dòng)力鋰電池產(chǎn)能可能突破200GWh。
結(jié)合下游行業(yè)發(fā)展的需求來(lái)看，我國(guó)動(dòng)力鋰電池需求將不斷攀升。在政策層面，國(guó)家力推新能源汽車(chē)保有量達(dá)到500萬(wàn)輛，而目前新能源汽車(chē)保有量大約在150萬(wàn)輛，“十三五”期間還有約350萬(wàn)輛的發(fā)展空間，我國(guó)動(dòng)力鋰電池行業(yè)發(fā)展前景空前巨大，前瞻預(yù)測(cè)到2024年我國(guó)動(dòng)力鋰電池市場(chǎng)規(guī)模突破1300億元。
