鋰離子動力電池的安全性及解決方法

　　在新能源汽車發(fā)展過程中，除價格高、續(xù)駛里程短和充換電基礎(chǔ)設(shè)施不足外，動力安全性是消費者和專業(yè)人士關(guān)注的重點。這個問題也影響到了動力電池比能量的提升。

　　“發(fā)展防短路、防過充、防熱失控、防燃燒及不燃性電解液是應(yīng)對動力電池安全性的關(guān)鍵。”武漢大學(xué)艾新平教授在上海舉行的第14屆中國國際工業(yè)博覽會新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇上強調(diào)。

　　鋰離子動力電池不安全行為的發(fā)生機制

　　艾新平分析指出，鋰離子動力電池除了正常的充放電反應(yīng)外，還存在很多潛在的放熱副反應(yīng)。當電池溫度或充電電壓過高時，很容易引發(fā)這些放熱副反應(yīng)。

　　主要的過熱副反應(yīng)包括:1.SEI膜在溫度高于130℃時分解，使電解液在裸露的高活性碳負極表面大量還原分解放熱，導(dǎo)致電池溫度升高。這是引發(fā)電池?zé)崾Э氐母驹颉?/p>

　　2.充電態(tài)正極的熱分解放熱，及進一步由活性氧引發(fā)的電解液分解，加劇了電池內(nèi)部的熱量積累，促進了熱失控。

　　3.電解質(zhì)的熱分解導(dǎo)致電解液分解放熱，加快了電池溫升。

　　4.粘結(jié)劑與高活性負極的反應(yīng)。LixC6與PVDF反應(yīng)的起始溫度約為240℃，峰值290℃，反應(yīng)熱為1500J/g。

　　主要的過充副反應(yīng)為，有機電解液氧化分解，產(chǎn)生有機小分子氣體,導(dǎo)致電池內(nèi)壓增大，溫度升高。

　　當放熱副反應(yīng)的產(chǎn)熱速率高于動力電池的散熱速率時，電池內(nèi)壓及溫度急劇上升，進入無法控制的自加溫狀態(tài)，即熱失控，導(dǎo)致電池燃燒。電池越厚，容量越大，散熱越慢，產(chǎn)熱量越大，越容易引發(fā)安全問題。

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