怎樣才能做好鋰離子電池?zé)崾Э貑栴}?
來源:寶鄂實(shí)業(yè)
2019-07-23 15:41
點(diǎn)擊量:次
目前對(duì)于鋰離子電池?zé)崾Э氐呐袛啵煌囊?guī)范有不同的標(biāo)準(zhǔn),例如GTR 20文件中認(rèn)為,如果我們同時(shí)檢測(cè)到鋰離子電池發(fā)生下述的1和3或者同時(shí)發(fā)生2和3則意味著鋰離子電池發(fā)生了熱失控。
1)電池電壓突然降低。
2)電池溫度超過了最大允許溫度。
3)電池溫度速率大于1攝氏度/秒。
判斷鋰離子電池?zé)崾Э氐姆椒ㄊ遣捎肊UCAR災(zāi)害等級(jí)分類標(biāo)準(zhǔn),該分類方法認(rèn)為如果鋰離子電池發(fā)生了起火、爆炸等現(xiàn)象時(shí)才意味著鋰離子電池發(fā)生熱失控。但是這一標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)將我們引入誤區(qū),讓我們只關(guān)心上述的指標(biāo),而不是真正的提升鋰離子電池的安全性。
因此如何避免在鋰離子電池安全性研究時(shí)走入誤區(qū),就需要從本質(zhì)上對(duì)鋰離子電池?zé)崾Э氐漠a(chǎn)生和發(fā)展過程有更多的認(rèn)識(shí)和了解,從而避免一葉障目。溫度是研究鋰離子電池?zé)崾Э噩F(xiàn)象最為重要的參數(shù),鋰離子電池的溫度變化是來自于鋰離子電池產(chǎn)生,以及從外界吸收的熱量與通過環(huán)境散出的熱量之間的差值,一般來說我們認(rèn)為鋰離子電池的溫度變化可以分為三個(gè)階段:
(1)溫度高于最低溫度限制,但是低于正常工作溫度上限,此時(shí)電池能夠安全和正常的工作。
(2)溫度突破電池正常工作溫度上限,電池內(nèi)部開始發(fā)生不正常反應(yīng),此時(shí)需要我們采取降溫,減小工作電流等一些列措施避免鋰離子電池發(fā)生熱失控。
(3)溫度繼續(xù)升高,突破電池安全溫度上限,電池內(nèi)部開始發(fā)生大量的防熱反應(yīng),此時(shí)已經(jīng)無法采取任何外部措施,電池不可避免的發(fā)生熱失控,電池溫度持續(xù)升高,內(nèi)部壓力持續(xù)增大。電動(dòng)汽車和能源存儲(chǔ)用的鋰離子電池,其容量遠(yuǎn)大于小型電子設(shè)備,且使用環(huán)境更為復(fù)雜。綜上所述,我們可以看出其安全性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)還沒解決,已經(jīng)成為目前應(yīng)用的技術(shù)瓶頸。后續(xù)工作需要深入到電池在非正常運(yùn)行后可能導(dǎo)致的熱效應(yīng),探求提高鋰離子電池安全性能的有效途徑。目前使用含氟溶劑和阻燃添加劑是開發(fā)安全型鋰離子電池的主要方向,如何兼顧電化學(xué)性能和高溫安全性將是未來研究重點(diǎn)。例如開發(fā)集P、N、F、Cl 于一體的高性能復(fù)合阻燃劑,開發(fā)高沸點(diǎn)、高閃點(diǎn)的有機(jī)溶劑,進(jìn)而制備高安全性能的電解液。復(fù)合阻燃劑,雙功能添加劑也會(huì)成為今后發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)于鋰離子電池電極材料,因材料的表面化學(xué)性質(zhì)不一,電極材料對(duì)充放電電位的敏感程度也不一致,不可能用一種或有限的幾種電極/電解液/添加劑對(duì)所有電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。因此,今后應(yīng)著力研究開發(fā)針對(duì)特定電極材料的不同電池體系。同時(shí)開發(fā)構(gòu)建具有高安全性的聚合物鋰離子電池體系或者開發(fā)具有單一陽離子導(dǎo)電和快離子輸運(yùn)以及高度熱穩(wěn)定性的無機(jī)固體電解質(zhì)。此外,提高離子液體性能、開發(fā)簡(jiǎn)單廉價(jià)的合成工藝也是今后研究的重要內(nèi)容。
多重考慮
外部的溫度對(duì)電池包內(nèi)部的影響也是不能忽視的!為了減少換熱器重量及成本, 換熱器對(duì)材料減薄有持續(xù)的需求,然而這對(duì)于換熱器的可靠性甚至換熱性能都會(huì)帶來新的挑戰(zhàn),未來也將通過材料優(yōu)化解決。
德耐隆Telite®產(chǎn)品系列KW-PP采用獨(dú)創(chuàng)新材料工藝幫助新能源電動(dòng)汽車及傳統(tǒng)汽車(鋰電池)鉛酸電池有效抵御發(fā)動(dòng)機(jī)艙及戶外高低溫的影響,為電池提供安全合理的工作環(huán)境,從而保持電池的溫度一致性,保持電池組的性能使用壽命。
動(dòng)力電池包專用材料德耐隆Telite®的關(guān)鍵技術(shù)包括導(dǎo)熱、隔熱、保溫,低應(yīng)力緩釋技術(shù),新型阻燃技術(shù)三大技術(shù),在協(xié)助動(dòng)力電池進(jìn)行熱管理、降低溫差、實(shí)現(xiàn)熱平衡;撞擊、跌落、爆炸瞬間完成沖擊力緩釋;實(shí)現(xiàn)在高溫、過充、刺穿防爆中的阻燃隔熱效果等方面將取得決定性的作用。












