動(dòng)力電池的安全性跟哪些因素有關(guān)？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-09-10 20:41
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不同材料選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的電池優(yōu)缺點(diǎn)都十分明顯，因此鋰離子動(dòng)力電池安全與電池材料性質(zhì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有密切的關(guān)系，另外與電池制備技術(shù)和使用環(huán)境緊密相關(guān)。從鋰離子動(dòng)力電池的生產(chǎn)到最后的應(yīng)用來(lái)看，影響鋰離子動(dòng)力電池安全性的因素貫穿在電芯的材料選擇和設(shè)計(jì)生產(chǎn)、模組的集成和使用環(huán)境整個(gè)過(guò)程中。
（1）電芯材料選擇和評(píng)估
電芯的性質(zhì)和安全在很大程度上由電芯材料的選用決定，如果在選用電芯材料時(shí)沒(méi)有對(duì)原材料進(jìn)行深入的評(píng)估，必然會(huì)在第一階段就造成電芯安全性的不足。
電池的比容量和比能量主要由正極材料決定，更重要的是其安全性受正極材料的本征電極電勢(shì)影響，比如磷酸鐵鋰和三元的安全性差異。因此需要通過(guò)對(duì)電芯材料種類(lèi)進(jìn)行選擇和元素?fù)诫s來(lái)改善，盡量選擇電位和電解液電化學(xué)窗口相匹配的、反應(yīng)放熱較少的材料，用以提高電芯安全性。
（2）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝
鋰離子動(dòng)力電池的安全性也與電池的結(jié)構(gòu)構(gòu)造有較大關(guān)系，尤其電池容量和大小對(duì)電池的安全性有重要影響。容量高的電池通常放熱量較大，而體積大的電池其散熱相對(duì)困難，熱量更容易被累積，從而出現(xiàn)熱失控的概率更大。
為保證鋰離子電池在使用過(guò)程中不出現(xiàn)問(wèn)題，都會(huì)在鋰電池電池殼表面設(shè)置安全閥，以防內(nèi)部壓力過(guò)高。在電芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在很多引發(fā)內(nèi)短路的潛在危險(xiǎn)部位，因此應(yīng)該在這些關(guān)鍵位置設(shè)置必要的措施或者絕緣，以防止在異常情況下發(fā)生電池內(nèi)短路。
電芯生產(chǎn)制造工藝基本步驟分為混料、涂布、輥壓、裁片、卷繞或疊層、極耳焊接、注液、封口、化成、排氣、分容等，在每一個(gè)步驟都有可能由于操作工藝不當(dāng)造成電芯的安全性問(wèn)題。
（3）外部環(huán)境和使用條件
新能源汽車(chē)在使用過(guò)程中的環(huán)境是不斷變化的，一旦發(fā)生碰撞，電池系統(tǒng)將承受巨大的沖擊載荷，并且可能受到擠壓、穿刺等損壞，嚴(yán)重的造成電池的燃燒、爆炸等危險(xiǎn)。另外一方面長(zhǎng)期在路面上顛簸，容易導(dǎo)致電池固定松動(dòng)，造成一些機(jī)械性的傷害和連接件的松動(dòng)導(dǎo)致的一些問(wèn)題。
動(dòng)力電池使用環(huán)境復(fù)雜
電池箱外殼作為電池的第一防護(hù)層，防水等級(jí)需達(dá)到IP67。在不影響防水等級(jí)的基礎(chǔ)上同時(shí)必須具備散熱系統(tǒng)，以保證密閉空間內(nèi)的溫度不至過(guò)高，有效地保護(hù)電池的安全和使用壽命。其結(jié)構(gòu)必須保證在大容量的容納空間基礎(chǔ)上滿足足夠的強(qiáng)度，以保證在非正常情況下的碰撞下保護(hù)里面的電池不受大力擠壓。
（1）電芯材料選擇和評(píng)估
電芯的性質(zhì)和安全在很大程度上由電芯材料的選用決定，如果在選用電芯材料時(shí)沒(méi)有對(duì)原材料進(jìn)行深入的評(píng)估，必然會(huì)在第一階段就造成電芯安全性的不足。
電池的比容量和比能量主要由正極材料決定，更重要的是其安全性受正極材料的本征電極電勢(shì)影響，比如磷酸鐵鋰和三元的安全性差異。因此需要通過(guò)對(duì)電芯材料種類(lèi)進(jìn)行選擇和元素?fù)诫s來(lái)改善，盡量選擇電位和電解液電化學(xué)窗口相匹配的、反應(yīng)放熱較少的材料，用以提高電芯安全性。
（2）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝
鋰離子動(dòng)力電池的安全性也與電池的結(jié)構(gòu)構(gòu)造有較大關(guān)系，尤其電池容量和大小對(duì)電池的安全性有重要影響。容量高的電池通常放熱量較大，而體積大的電池其散熱相對(duì)困難，熱量更容易被累積，從而出現(xiàn)熱失控的概率更大。
為保證鋰離子電池在使用過(guò)程中不出現(xiàn)問(wèn)題，都會(huì)在鋰電池電池殼表面設(shè)置安全閥，以防內(nèi)部壓力過(guò)高。在電芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在很多引發(fā)內(nèi)短路的潛在危險(xiǎn)部位，因此應(yīng)該在這些關(guān)鍵位置設(shè)置必要的措施或者絕緣，以防止在異常情況下發(fā)生電池內(nèi)短路。
電芯生產(chǎn)制造工藝基本步驟分為混料、涂布、輥壓、裁片、卷繞或疊層、極耳焊接、注液、封口、化成、排氣、分容等，在每一個(gè)步驟都有可能由于操作工藝不當(dāng)造成電芯的安全性問(wèn)題。
（3）外部環(huán)境和使用條件
新能源汽車(chē)在使用過(guò)程中的環(huán)境是不斷變化的，一旦發(fā)生碰撞，電池系統(tǒng)將承受巨大的沖擊載荷，并且可能受到擠壓、穿刺等損壞，嚴(yán)重的造成電池的燃燒、爆炸等危險(xiǎn)。另外一方面長(zhǎng)期在路面上顛簸，容易導(dǎo)致電池固定松動(dòng)，造成一些機(jī)械性的傷害和連接件的松動(dòng)導(dǎo)致的一些問(wèn)題。
動(dòng)力電池使用環(huán)境復(fù)雜
電池箱外殼作為電池的第一防護(hù)層，防水等級(jí)需達(dá)到IP67。在不影響防水等級(jí)的基礎(chǔ)上同時(shí)必須具備散熱系統(tǒng)，以保證密閉空間內(nèi)的溫度不至過(guò)高，有效地保護(hù)電池的安全和使用壽命。其結(jié)構(gòu)必須保證在大容量的容納空間基礎(chǔ)上滿足足夠的強(qiáng)度，以保證在非正常情況下的碰撞下保護(hù)里面的電池不受大力擠壓。
