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如何提升鋰離子電池的安全性?

2021-05-19
來源:互聯(lián)網(wǎng)

  新能源汽車的的優(yōu)勢就在于相較于以汽油為燃料的車更加低碳環(huán)保。它采用的是非常規(guī)的車用燃料作為動力來源,如鋰電池、氫燃料等。鋰離子電池的應用領域也非常廣泛,除了新能源汽車之外,手機、筆記本電腦、平板電腦、移動電源、電動自行車、電動工具等等。

  但鋰離子電池的安全問題不可小視。多次事故顯示,當人們充電不當、或者環(huán)境溫度過高等情況下,極容易引發(fā)鋰離子電池自燃、爆炸,這也成為鋰離子電池發(fā)展過程中最大的痛點。

  雖然鋰電池本身的屬性決定了其“易燃易爆炸”的宿命,但并不是完全無法降低風險和安全性的。隨著電池技術的不斷進步,無論手機企業(yè)亦或是新能源汽車公司,通過合理的電池管理系統(tǒng)以及熱管理系統(tǒng),電池就能夠保證安全,也不會發(fā)生爆炸或者自燃現(xiàn)象。

  1、提高電解液的安全性

  電解液與正、負電極之間均存在很高的反應活性,尤其在高溫下,為了提高電池的安全性,提高電解液的安全性是比較有效的方法之一。通過加入功能添加劑、使用新型鋰鹽以及使用新型溶劑可以有效解決電解液的安全隱患。

  根據(jù)添加劑功能的不同,主要可以分為以下幾種:安全保護添加劑、成膜添加劑、保護正極添加劑、穩(wěn)定鋰鹽添加劑、促鋰沉淀添加劑、集流體防腐添加劑、增強浸潤性添加劑等。

  2、提高電極材料的安全性

  磷酸鐵鋰以及三元復合材料被認為是成本低廉、“安全性優(yōu)良”的正極材料,有可能在電動汽車產(chǎn)業(yè)中普及應用。對于正極材料,提高其安全性的常見方法為包覆修飾,如用金屬氧化物對正極材料進行表面包覆,可以阻止正極材料與電解液之間的直接接觸,抑制正極物質(zhì)發(fā)生相變,提高其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,降低晶格中陽離子的無序性,以降低副反應產(chǎn)熱。

  對于負極材料,由于其表面的往往是鋰離子電池中最容易發(fā)生熱化學分解并放熱的部分,因此提高SEI膜的熱穩(wěn)定性是提高負極材料安全性的關鍵方法。通過微弱氧化、金屬和金屬氧化物沉積、聚合物或者碳包覆,可以提高負極材料熱穩(wěn)定性。

  3、改善電池的安全保護設計

  除了提高電池材料的安全性,商品鋰離子電池采用的許多安全保護措施,如設置電池安全閥、熱溶保險絲、串聯(lián)具有正溫度系數(shù)的部件、采用熱封閉隔膜、加載專用保護電路、專用電池管理系統(tǒng)等,也是增強安全性的手段。




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