電池隔膜有多重要?一旦短路會大大增加電池爆炸可能性!
新能源汽車最近因為多起起火事件,再次引發(fā)人們對新能源汽車安全性的廣泛關(guān)注和擔(dān)憂。
瓦叔得到的消息是,今年以來,新能源汽車頻繁出現(xiàn)起火事件,讓有關(guān)部門不得不重新審視動力電池安全性問題,未來可能將淡化補貼與能量密度關(guān)系,進一步提升安全性的權(quán)重。
最近新能源汽車頻繁曝出起火事件,從車型上看,有客車,有乘用轎車,從配套的電池上看,有三元電池,也有磷酸鐵鋰電池。
電池行業(yè)普遍達成的共識是,三元電池相對于磷酸鐵鋰電池安全性較差,但是最近幾年三元電池因為高能量密度的天然優(yōu)勢,逐漸成為新能源汽車采用的主流動力電池。
如果想讓新能源汽車充一次電行駛更遠的里程,就必須提高單位電池重量中的能量密度。
那么如何提高能量密度呢?
材料主要包括三種元素——鎳、鈷、錳,如果要提高能量密度,必須提高鎳元素的比例。
以前,三元材料中鎳、鈷、錳的組合比例主要是3:3:3,雖然安全性能較高,但是能量密度較低。此后,為了提高能量密度,電池企業(yè)開始將鎳、鈷、錳比例逐漸變成5:2:3、6:2:2、8:1:1。因為鎳元素較為活躍,隨著鎳量的增加,在能量密度提高的同時,電池的熱失控溫度和安全性逐步下降。
那么電池為什么會燃燒,甚至爆炸?
可以將電池組理解成汽油箱一樣,是一種含高能物質(zhì)的部件。鋰離子電池中的電解液是用有機溶劑配制而成,其易燃的程度不亞于汽油。
電池正極的氧化劑和負極的還原劑只隔一層微米級厚的隔膜,一旦短路就會生熱;充放電時,電池內(nèi)阻也會生熱。在達到一定溫度時,正極上的氧化劑會與電解液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。大量的化學(xué)反應(yīng)熱會造成熱失控,產(chǎn)生大量氣體,進而導(dǎo)致氣壓升高,電池破裂,繼而出現(xiàn)車輛燃燒、爆炸情況。
按照中國工程院院士楊裕生的權(quán)威說法,使用熱失控溫度越低的正極材料,電池的安全性越差。特斯拉用的三元鋰離子電池,熱失控溫度不足200℃,尤其是三元材料在達到一定溫度時還會分解釋放出極活潑的初生態(tài)氧,即使在沒有外界氧氣供應(yīng)的情況下,這種電池內(nèi)部就完整地具備燃燒三要素。
麻煩的是,在當(dāng)前的技術(shù)條件下,并沒有太好的辦法來解決三元電池這一安全性問題。
而磷酸鐵鋰電池不同,它和三元電池,分別可以視為安全性與高性能的產(chǎn)品代表。
















