最后的稻草 關鍵時刻可以“救命”的電池部件

近日，隨著GB/T34015-2017《車用動力電池回收利用——余能檢測》、GB/T34013-2017《電動汽車用動力蓄電池產品規(guī)格尺寸》、GB/T34014-2017《汽車動力電池編碼規(guī)則》三項動力電池國家標準的詳細內容正式公布，一直在爭議旋渦中的動力電池標準終于塵埃落定。針對這些新標準的頒布，電池中國網記者之前也做過詳細的分析，為電池企業(yè)提供了針對性的建議。

然而國家不光關注著電池規(guī)格尺寸“大方向”，也關注著電池零件這些“小領域”。7月24日國家工信部發(fā)布了多項行業(yè)標準和國家標準意見征集，其中涉及電池零件就有《動力電池外殼用絕緣阻燃膠粘帶》及《動力型鋰離子電池陶瓷密封圈》兩項。所謂“千里之堤潰于蟻穴”，一個小零件的故障就可能影響整個電池或電池組的質量，甚至還會引發(fā)整個新能源汽車出現安全問題。電池中那些毫不起眼卻至關重要的小部件，不光保障著電池和使用者的安全，甚至在意外發(fā)生時還起到“救命”的作用。

1.防爆助手——密封圈

密封圈位于電池蓋帽之下，作用是確保電池擁有良好的密封性，阻擋電解液的泄露，為電池內部反應提供良好的密閉環(huán)境。同時在電池蓋帽下壓時還能起到減壓緩沖作用，保證電池內部組件的正常運行，為電池的壽命和安全提供重要保障。

密封圈的作用不只是保障電池密封性能，在關鍵時刻還能“救命”。一般在密封圈上都會設置至少一處薄弱部位，其強度要低于主體平面的其他部位。當電池內部的氣體壓力異常增大到電池爆炸壓力之前，密封圈的薄弱部位即可斷裂，將電池內部的氣體從斷裂處釋放，同時根據設定好的氣體流向路線排放，杜絕產生不可預料的氣流，避免電池發(fā)生強烈的爆炸。

而密封圈的材質根據不同的電池種類、形狀、使用環(huán)境都會有不同的選擇。最常用就是全氟橡膠密封圈，其具有高價格高性能的特點，然而鋰電池里密封件的成本不僅僅要考慮密封件的購買價格,更要考慮使用壽命和故障、維修所帶來的損失等。全氟橡膠密封圈價格較高但它的使用效果和使用壽命都是最佳，綜合而言是最具性價比的材料。

然而大多數橡膠密封圈在壓力作用下，會產生彈性變形，隨著壓力的增大，也會出現永久的塑性變形，將會影響電池的使用壽命。對于一些特殊性電池顯然達不到其要求，這就需要一些其他材料的新型密封圈，陶瓷材料具有良好的耐酸堿、抗腐蝕，耐高溫等特性使其成為新的選擇。現在陶瓷密封圈也被越來越多的應用于動力電池行業(yè)，工信部近日征集《動力型鋰離子電池陶瓷密封圈》的標準，將會對陶瓷密封圈的規(guī)格和使用做出更加詳細的規(guī)定。

2.電池保護傘——阻燃絕緣、終止膠帶

電池內部和外部都會纏有各種顏色的膠粘帶，有些還會印有商標編碼，但它不光是為了“顏值”，更是電池使用安全中必不可少的一部分。電池中的膠帶一般分為兩種，一種是存在于電池內部的終止膠帶，用于電極繞卷、極片保護、和卷芯終止等工序的壓敏膠粘帶，確保電池反應的正常運行。另一種就是用于電池外面的“衣服”，為電池提供最基本的保護防碰撞，阻高溫。而在電池發(fā)生意外爆炸時，這層“外衣”也會起到爆炸緩沖阻止燃燒的作用，成為電池安全的一把保護傘。

鋰電池終止膠帶又稱鋰電芯專用膠帶，厚度一般為0.016-0.055cm。終止膠帶屬于壓敏膠帶的一種，除了壓敏膠帶的一般特性外，還必須要具有一定的耐酸、耐堿、耐高溫、耐電解液的能力?，F在市面上的終止膠帶主要采用聚酯薄膜（PET）或聚丙烯薄膜（PP）為基材,涂布耐鋰電池電解液的丙烯酸酯類或橡膠類專用膠水，專門用于鋰電芯終止及其它部位的絕緣保護和固定。

電池外殼用絕緣阻燃膠粘帶為電池提供了最直接的保護，較終止膠帶厚度更高，在電池受到碰撞時起緩沖作用，還具有較高的阻燃、密封、耐高溫特性，防止外力對電池造成破壞，可優(yōu)化電池質量，延長電池的使用壽命。而它最重要的作用是可以保障使用者的安全。當電池發(fā)生電解液的泄漏時，其具有的密封性，可以阻擋電解液可能對使用者造成的傷害。在電池意外燃燒甚至爆炸時，其具有的超強阻燃性，可阻擋電池的燃燒，從而最大限度地降低危害。絕緣阻燃膠粘帶的顏色也更加多種多樣，有些會印制產品編碼和商標，提高了電池的“顏值”，側面也帶動了電池的銷量。

工信部發(fā)布的《動力電池外殼用絕緣阻燃膠粘帶》征集，也將會對電池用膠帶的顏色、規(guī)格、性能做出統(tǒng)一的標準，使絕緣阻燃使膠帶的應用更加規(guī)范，有利于電池行業(yè)的發(fā)展，也加強了對我們自身的安全保障。

3.終極屏障——安全閥

光聽這個名字就知道它在電池零件中的地位了。安全閥位于蓋帽與卷包電芯之間，作用就是保護電池和使用者安全，成為電池防爆的終極屏障。

鋰離子電池內部的有機電解液或聚合物在大電流、高溫的條件下會被電解，電解產生氣體，氣體急速膨脹，導致內部壓力升高，嚴重會沖破殼體，發(fā)生爆炸?，F在絕大多數電池都使用鋼殼、鋁殼等金屬殼體進行封裝，在過度充電、短路、溫度過高甚至電池被擠壓的情況下，會使其內部壓力驟增，當超過殼體的承受值時，電池便會爆炸。這也讓聚合物軟包迅速發(fā)展，當電池內部產生氣體發(fā)生鼓氣現象時，氣體可更早地突破軟包殼體，避免聚集過多，產生激烈爆炸，但聚合物軟包電池只是換了一種電池形式，并沒有消除電池爆炸的困擾。

安全閥就很好地解決了這個問題，它能杜絕大部分的電池脹氣爆炸的發(fā)生。安全閥是每一顆18650電池的標配，也是最重要的一道防爆屏障，當電池內部氣壓升高到1.0-1.2Mpa時，其頂部安全閥會自動開啟排氣減壓，避免爆炸。但是，當安全閥開啟之后，電池內部泄露出的化學物質在高溫的條件下會與空氣中的氧氣發(fā)生化學反應，仍然有可能出現起火的情況，所以不能將安全都寄托于安全閥。另外，現在部分18650電池還自帶保護板，具有過充過放和短路保護等功能，為電池提供雙重保護?，F在正規(guī)電池的安全性能都十分高，發(fā)生爆炸的可能性非常低，但是，如果電池發(fā)生意外，安全閥的存在就會是“救命”的關鍵。

正是這些小零件的存在才保障了電池的正常工作，也保護著使用者的安全，甚至在電池發(fā)生意外時會成為“救命”的最后稻草，而國家對這一領域的重視也促使電池小零件變得更加規(guī)范化和標準化。