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鋰電池的生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜嗎?

來(lái)源:寶鄂實(shí)業(yè)    2019-04-22 13:53    點(diǎn)擊量:
怎么來(lái)保證電池包的系統(tǒng)安全呢?”馬俊峰講到,“應(yīng)該是從整車(chē)開(kāi)始,在整車(chē)設(shè)計(jì)的時(shí)候電池包企業(yè)就要介入。從主動(dòng)角度來(lái)說(shuō),安全問(wèn)題,要將電芯、BMS(電池管理系統(tǒng))、線速、系統(tǒng)設(shè)計(jì)等都結(jié)合在一起,這是需要我們做的技術(shù)。從被動(dòng)角度來(lái)說(shuō),如果電池真出問(wèn)題了,就要考慮如何保障車(chē)上的人安全逃離,所以在設(shè)計(jì)上要盡可能地延緩事故的蔓延速度。我們?cè)诳紤]幾項(xiàng)技術(shù),一個(gè)是外部短路的管控,還有組間的隔離,某一個(gè)電芯一個(gè)組出了問(wèn)題,就不能很快地蔓延到其他的地方;還有電池包對(duì)防火性能的處理,國(guó)際上有標(biāo)準(zhǔn),什么情況下人員是在不同的事故環(huán)境下,從車(chē)內(nèi)逃離出來(lái),都是有標(biāo)準(zhǔn)的。”
 
馬俊峰介紹,波士頓電池在之所以選擇三元鋰池技術(shù)路線,是因?yàn)殡妱?dòng)汽車(chē)有輕量化的發(fā)展方向,Ekg 指標(biāo)已經(jīng)決定了要尋找高能量密度的技術(shù)路線。從現(xiàn)在看,三元材料相對(duì)來(lái)說(shuō)是可以量產(chǎn)、能源密度高、低溫性能達(dá)到一定水準(zhǔn)的材料,目前波士頓三元鋰電池成組以后的能量密度可以達(dá)到125Wh/kg 左右。
 
“安全跟電池材料的關(guān)系不是很大,更重要的是應(yīng)用的場(chǎng)景。”馬俊峰說(shuō),“隨著新能源汽車(chē)保有量一路狂奔,出事的幾率也越來(lái)越大,因此反思電池安全問(wèn)題是有必要的。從哪些角度可以保證我們現(xiàn)在這個(gè)行業(yè)發(fā)展會(huì)更好,怎么保證車(chē)輛不發(fā)生大事故,或者說(shuō)即使是發(fā)生了著火、爆炸的事故,如何保證車(chē)上的人能夠安全離開(kāi)?這就需要考慮電池?zé)峁芾矸桨浮?rdquo;
 
“電池的安全關(guān)鍵還是要看使用。電池的散熱如果做得好,不管什么材料都相對(duì)安全。某些概念誤解引發(fā)了對(duì)個(gè)別材料的偏見(jiàn)。我們應(yīng)該要研究散熱機(jī)理,加強(qiáng)熱量管控,盡量將熱量釋放出去,電池才會(huì)更安全。”聶亮講述了對(duì)三元電池的看法。
 
在聶亮看來(lái),業(yè)界對(duì)安全性的夸大擔(dān)心,造成了“暫緩三元材料使用”的局面,這也許還會(huì)嚇跑投資者們。“我們要用事實(shí)說(shuō)話,下一步的技術(shù)提升研究實(shí)踐才是最重要的。”
 
聶亮說(shuō),首先要承認(rèn)電池都存在不安定因素,哪怕做到1ppm,甚至0.3ppm,電池都有可能出現(xiàn)燃燒的情況。所以就要看電池PACK 了,做好PACK 就能防護(hù)好電池。在實(shí)際使用過(guò)程中,很多情況是車(chē)先燒起來(lái),而不是電池先燒起來(lái),這就需要對(duì)電池做好隔絕措施,如整車(chē)的內(nèi)飾織物等。
 
“技術(shù)從來(lái)不是問(wèn)題,就怕沒(méi)有信心!”聶亮說(shuō),“新能源汽車(chē)行業(yè)發(fā)展需要一個(gè)積累過(guò)程,2016 年~ 2020 年這個(gè)階段的發(fā)展很關(guān)鍵。新能源車(chē)輛在國(guó)家堅(jiān)定的扶植下,終于迎來(lái)了曙光,行業(yè)、企業(yè)等都應(yīng)保持信心,齊心協(xié)力解決發(fā)展中遇到的問(wèn)題,一直走下去。”
“電池主要由四部分材料組成:正級(jí),負(fù)級(jí),電解液和隔膜。電解液一般是有機(jī)溶劑,也是最先著火的。業(yè)內(nèi)爭(zhēng)論安全問(wèn)題,不應(yīng)該在正級(jí)三元材料上,而是品質(zhì)方面的管控。電池起火主要是里面的熱量積聚在一起沒(méi)有辦法擴(kuò)散出去,只要想辦法盡快地把熱量釋放出去也可以做到很安全。”宋華杰說(shuō)。
 
宋華杰介紹,比克電池最初主要發(fā)展磷酸鐵鋰電池,后來(lái)基于輕量化和能量密度兩點(diǎn)考慮,逐步替換成三元材料。國(guó)家要求動(dòng)力電池能量密度2020 年達(dá)到300wh/kg,靠磷酸鐵鋰比較困難,所以選擇三元材料方向。比克電池成組以后能量密度約為120 ~ 130wh/kg。
 
關(guān)于安全性,宋華杰從三個(gè)部分進(jìn)行了分析。首先,從單體的結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō),做結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候要考慮電池一旦發(fā)生了失效,怎么能夠自己保護(hù),自己預(yù)防。舉個(gè)例子,現(xiàn)在用的18650 電池,就設(shè)有一個(gè)防線,設(shè)計(jì)了CID,電流截流裝置,一旦電流過(guò)大會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)。
 
第二,關(guān)于材料選擇,可以通過(guò)對(duì)材料進(jìn)行改性,以確保安全。比如電解液是最容易出事的,可以添加一些添加劑,通過(guò)研發(fā),添加阻燃劑、增加陶瓷隔層,對(duì)正級(jí)添加一些穩(wěn)定結(jié)構(gòu)元素等。
 
第三,鋰電池的生產(chǎn)過(guò)程是非常復(fù)雜的,需要注意幾個(gè)工序中的問(wèn)題。生產(chǎn)車(chē)間的溫濕度和粉塵、金屬異物,尤其是金屬異物,會(huì)使制造過(guò)程中出現(xiàn)電池內(nèi)短路現(xiàn)象,要知道電池最危險(xiǎn)的就是內(nèi)短路,發(fā)生了內(nèi)短路正負(fù)級(jí)會(huì)解除導(dǎo)致電池失效。此外,電動(dòng)車(chē)使用過(guò)程中不是單個(gè)電池,而是成千上萬(wàn)的電池進(jìn)行串并聯(lián),進(jìn)行DMS 設(shè)計(jì)的時(shí)候要進(jìn)行溫度管控,一旦哪個(gè)模組出現(xiàn)了問(wèn)題,就能迅速進(jìn)行報(bào)警,預(yù)警是DMS 需要加強(qiáng)的。電池做出來(lái)后,還要進(jìn)行一系列的性能安全監(jiān)測(cè),而不是做完了就出廠。
 
同時(shí),宋華杰希望相關(guān)部門(mén)加大監(jiān)管,根據(jù)相關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電池產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試。并且要針對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題制定一個(gè)新的標(biāo)準(zhǔn),或者是對(duì)已有的標(biāo)準(zhǔn)及時(shí)進(jìn)行修訂,加嚴(yán)標(biāo)準(zhǔn)的控制,用以提升產(chǎn)品的品質(zhì)和質(zhì)量。
 

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