影響鋰電池安全性的主要因素
編輯：貝朗斯動(dòng)力商城
發(fā)表時(shí)間：2019-08-10
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影響鋰離子動(dòng)力電池安全性能的因素貫穿了一個(gè)動(dòng)力電池從電芯選材到使用終結(jié)的生命周期的始終，因此原因復(fù)雜多樣層次豐富。電芯材料本身，電芯的制造過(guò)程，電池集成中關(guān)于BMS(電池管理系統(tǒng))和安全性方面的設(shè)計(jì)和使用工況都是鋰離子電池安全性表現(xiàn)的影響因素。
在這些環(huán)節(jié)中，出現(xiàn)制造誤差和濫用工況是無(wú)論如何也難以避免的，所以在這個(gè)現(xiàn)實(shí)條件下，對(duì)電池發(fā)生熱失控的預(yù)案設(shè)計(jì)就顯得尤其重要。本文通過(guò)對(duì)鋰離子動(dòng)力電池安全性能影響因素的梳理總結(jié)，以期為其在高能量/高功率領(lǐng)域的應(yīng)用和研究提供可靠的依據(jù)。
鋰離子電池以晶格內(nèi)部?jī)?chǔ)鋰機(jī)制取代了傳統(tǒng)的鋰二次電池中金屬鋰的溶出和沉積，消除了負(fù)極表面枝晶鋰的生長(zhǎng)，降低電池短路的機(jī)會(huì)。
但這并沒(méi)有從根本上消除電池的安全隱患。如液態(tài)鋰離子電池在過(guò)充電條件下負(fù)極表而同樣會(huì)發(fā)生金屬視的沉積，而正極表面出現(xiàn)電解質(zhì)在高電位條件下的氧化分解，電池內(nèi)部出現(xiàn)一系列不安全的副反應(yīng)。
此外，電池在大電流充放電的情況下產(chǎn)生的人量熱不能及時(shí)散失，導(dǎo)致電池的溫度迅速升高。也會(huì)給電池帶來(lái)顯著的安全性問(wèn)題。
雖然電極材料的穩(wěn)定性、電解液組成以及電池本身的制造工藝和使用條件等都是影響鋰離子電池安全性的主要因素。但液態(tài)鋰離子電池安全性問(wèn)題的根源仍然是有機(jī)液體電解質(zhì)自身的揮發(fā)性和高度的可燃性。
因此，對(duì)液態(tài)鋰離子電池安全性的研究主要集中在電極材料與電解液的反應(yīng)及其熱效應(yīng)方面，這些研究加深了人們對(duì)鋰離子電池內(nèi)部所發(fā)生的一系列放熱反應(yīng)和燃燒機(jī)理的認(rèn)識(shí)。但要從根本上消除電池的安全隱患。
必須消除有機(jī)溶劑的可燃性，開(kāi)發(fā)安全性更高或使用根本不燃燒的電解質(zhì)體系，特別是對(duì)于大型、高功率密度的鋰離子電池而言，過(guò)充、短路或其它濫用情況下產(chǎn)生的安全性問(wèn)題逐漸突出，己成為動(dòng)力型鋰離子電池大規(guī)模應(yīng)用時(shí)必須攻克的難題。
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