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电池隔膜有多重要?一旦短路会大大增加电池爆炸可能性!

来源:宝鄂实业    2019-04-21 12:28    点击量:

新能源汽车最近因为多起起火事件,再次引发人们对新能源汽车安全性的广泛关注和担忧。

 

瓦叔得到的消息是,今年以来,新能源汽车频繁出现起火事件,让有关部门不得不重新审视动力电池安全性问题,未来可能将淡化补贴与能量密度关系,进一步提升安全性的权重。

 

最近新能源汽车频繁曝出起火事件,从车型上看,有客车,有乘用轿车,从配套的电池上看,有三元电池,也有磷酸铁锂电池

 

电池行业普遍达成的共识是,三元电池相对于磷酸铁锂电池安全性较差,但是最近几年三元电池因为高能量密度的天然优势,逐渐成为新能源汽车采用的主流动力电池。

 

如果想让新能源汽车充一次电行驶更远的里程,就必须提高单位电池重量中的能量密度。

 

那么如何提高能量密度呢?

 

材料主要包括三种元素——镍、钴、锰,如果要提高能量密度,必须提高镍元素的比例。

 

以前,三元材料中镍、钴、锰的组合比例主要是3:3:3,虽然安全性能较高,但是能量密度较低。此后,为了提高能量密度,电池企业开始将镍、钴、锰比例逐渐变成5:2:3、6:2:2、8:1:1。因为镍元素较为活跃,随着镍量的增加,在能量密度提高的同时,电池的热失控温度和安全性逐步下降。


那么电池为什么会燃烧,甚至爆炸?

 

可以将电池组理解成汽油箱一样,是一种含高能物质的部件。锂离子电池中的电解液是用有机溶剂配制而成,其易燃的程度不亚于汽油。

 

电池正极的氧化剂和负极的还原剂只隔一层微米级厚的隔膜,一旦短路就会生热;充放电时,电池内阻也会生热。在达到一定温度时,正极上的氧化剂会与电解液发生化学反应。大量的化学反应热会造成热失控,产生大量气体,进而导致气压升高,电池破裂,继而出现车辆燃烧、爆炸情况。

 

按照中国工程院院士杨裕生的权威说法,使用热失控温度越低的正极材料,电池的安全性越差。特斯拉用的三元锂离子电池,热失控温度不足200℃,尤其是三元材料在达到一定温度时还会分解释放出极活泼的初生态氧,即使在没有外界氧气供应的情况下,这种电池内部就完整地具备燃烧三要素。

 

麻烦的是,在当前的技术条件下,并没有太好的办法来解决三元电池这一安全性问题。

 

而磷酸铁锂电池不同,它和三元电池,分别可以视为安全性与高性能的产品代表。