動力電池安全性因素有哪些
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2021-05-14 15:49
點(diǎn)擊量：次
（1）電芯材料選擇和評估
電芯的性質(zhì)和安全在很大程度上由電芯材料的選用決定，如果在選用電芯材料時(shí)沒有對原材料進(jìn)行深入的評估，必然會在第一階段就造成電芯安全性的不足。
電池的比容量和比能量主要由正極材料決定，更重要的是其安全性受正極材料的本征電極電勢影響，比如磷酸鐵鋰和三元的安全性差異。因此需要通過對電芯材料種類進(jìn)行選擇和元素?fù)诫s來改善，盡量選擇電位和電解液電化學(xué)窗口相匹配的、反應(yīng)放熱較少的材料，用以提高電芯安全性。
負(fù)極活性材料對安全性能的影響主要來自于鋰枝晶的生長和電解液的反應(yīng)。在快充的過程中，一旦鋰離子通過SEI膜的速度比鋰沉積在負(fù)極上的速度慢，鋰的枝晶會隨著充放電循環(huán)而不斷生長，可能導(dǎo)致內(nèi)部短路而造成電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)以致熱失控。因此通過改善SEI膜的熱穩(wěn)定性可以提高電芯的安全性。
電解液通常使用的溶劑為有機(jī)碳酸酯類化合物，它們化學(xué)性能活潑且極易燃燒。正極材料處于充電態(tài)時(shí)為強(qiáng)氧化性，而處于強(qiáng)氧化性狀態(tài)下的正極材料穩(wěn)定性一般較差，很容易釋放出氧氣，而碳酸酯極易與氧氣反應(yīng)，放出大量的熱和氣體。一旦出現(xiàn)熱失控后產(chǎn)生熱量會進(jìn)一步加速正極的分解，產(chǎn)生更多的氧氣，促進(jìn)更多放熱反應(yīng)的進(jìn)行。
隔膜的主要作用是將電池的正、負(fù)極分隔開，起到關(guān)閉和阻斷通道的功能，可以讓鋰離子自由通過，而電子不能通過。一旦隔膜出現(xiàn)破裂等情況將會造成正負(fù)極接觸短路導(dǎo)致熱失控，因此對隔膜的機(jī)械強(qiáng)度、孔隙率、厚度均一性和耐溫提出了很高的要求。
（2）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝
鋰離子動力電池的安全性也與電池的結(jié)構(gòu)構(gòu)造有較大關(guān)系，尤其電池容量和大小對電池的安全性有重要影響。容量高的電池通常放熱量較大，而體積大的電池其散熱相對困難，熱量更容易被累積，從而出現(xiàn)熱失控的概率更大。
為保證鋰離子電池在使用過程中不出現(xiàn)問題，都會在鋰電池電池殼表面設(shè)置安全閥，以防內(nèi)部壓力過高。在電芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在很多引發(fā)內(nèi)短路的潛在危險(xiǎn)部位，因此應(yīng)該在這些關(guān)鍵位置設(shè)置必要的措施或者絕緣，以防止在異常情況下發(fā)生電池內(nèi)短路。
電芯生產(chǎn)制造工藝基本步驟分為混料、涂布、輥壓、裁片、卷繞或疊層、極耳焊接、注液、封口、化成、排氣、分容等，在每一個(gè)步驟都有可能由于操作工藝不當(dāng)造成電芯的安全性問題。
在電芯原材料檢測階段，如果不嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)或生產(chǎn)時(shí)環(huán)境差，很容易導(dǎo)致電芯中混入雜質(zhì)，對電池的安全性有很大的影響。另外，電解液中如果混入了較多的水分，可能就會發(fā)生副反應(yīng)而增大電池內(nèi)壓，對安全造成影響。在電芯的生產(chǎn)過程中，由于工藝水平的限制使得電池極板厚度、微孔率、活性物質(zhì)的活化程度等存在微小差別。
這種電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)上的不一致性就會使同一批次出廠的同一型號電池的電壓、容量、內(nèi)阻等不可能完全一致。產(chǎn)品無法達(dá)到良好的一致性，都可能會對電芯的安全性帶來不利的影響。
（3）外部環(huán)境和使用條件
新能源汽車在使用過程中的環(huán)境是不斷變化的，一旦發(fā)生碰撞，電池系統(tǒng)將承受巨大的沖擊載荷，并且可能受到擠壓、穿刺等損壞，嚴(yán)重的造成電池的燃燒、爆炸等危險(xiǎn)。另外一方面長期在路面上顛簸，容易導(dǎo)致電池固定松動，造成一些機(jī)械性的傷害和連接件的松動導(dǎo)致的一些問題。
聲明： 本網(wǎng)站所發(fā)布的文章，均來自于互聯(lián)網(wǎng)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系刪除。
