關(guān)注鋰離子電池安全鋰電熱控制?

在一月十一日至十三日舉辦的我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)百人論壇(2019)動(dòng)力鋰離子電池技能峰會(huì)上，專(zhuān)家學(xué)者們并沒(méi)有像以往那樣分享各種鋰離子電池預(yù)見(jiàn)技能，而是恰好聚焦于鋰離子電池的安全性。

鋰離子電池包的安全性歸結(jié)于電池失控這一事實(shí)。鋰離子電池除了正常的充放電反應(yīng)外，還存在潛在的副反應(yīng)。當(dāng)電池過(guò)熱或充電電壓過(guò)高時(shí)，這些副用途就會(huì)被觸發(fā)并釋放大量熱量。假如熱量沒(méi)有及時(shí)排出，電池的溫度和壓力也會(huì)急劇上升，形成惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致熱量失控，形成安全事故。

不幸的是,從鋰電響應(yīng)機(jī)制,單體電池?zé)崾Э氐碾[患是無(wú)法抹去,只有通過(guò)熱控制等技能在電極(PTC)電極,陶瓷涂層外觀、充保護(hù)添加劑、電壓敏感膜片和綜合應(yīng)用阻燃電解液等技巧來(lái)提高單體電池的安全功能無(wú)限,但不能消除。

有關(guān)鋰離子電池安全的鋰離子電池的電池,武漢大學(xué)教授ai做了一個(gè)很全面的分析,從熱失控的過(guò)程,最早的一次襲擊熱失控反應(yīng)是-SEI的出現(xiàn)分化,因?yàn)椴煌呢?fù)面成分和添加劑,SEI的分化程度約為120-140℃,分化的發(fā)生在未來(lái),電解液中的陰極光禿禿的,而劇烈的回收分化，釋放出大量的可燃?xì)怏w和熱量，促使電池溫度進(jìn)一步升高，直到陽(yáng)極極化開(kāi)始。

當(dāng)正極分化時(shí)，溫度在180-200℃左右，細(xì)胞的副反應(yīng)難以控制。由于正極是分化,不僅大量的熱量被釋放,而且高度活性氧原子生成,導(dǎo)致直接氧化和電解液的分化,這將形成大量的熱量積累在電池在很短的時(shí)間內(nèi)。

值得一提的是，溫度與副用途之間的關(guān)系是正相關(guān)的，即溫度越高，副用途越強(qiáng)烈;副反應(yīng)越劇烈，溫度越高。這種惡性循環(huán)最終導(dǎo)致電池進(jìn)入一種無(wú)法控制的自熱狀態(tài)，即所謂的熱失控。

的磷酸亞鐵鋰行業(yè)經(jīng)常說(shuō)安全是好的,因?yàn)樗梢宰鳛殛?yáng)極時(shí)200-400℃不爆發(fā)重要分化,但代正極熱是副反應(yīng)的一部分,負(fù)極和電解液的氧化分化仍然存在,因此磷酸亞鐵鋰的安全比ternad稍微更安全。隨著組分的不同，微分溫度也不同。鎳含量越高，熱分異溫度越低。例如，當(dāng)鎳含量達(dá)到0.8時(shí)，熱分化開(kāi)始于120度左右，甚至早于負(fù)SEI膜，這對(duì)電池的溫度控制提出了很大的挑戰(zhàn)。

電池發(fā)熱失控，造成內(nèi)部短路或過(guò)充現(xiàn)象。