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电池知识

锂电池安全特性是如何实现的,什么样的锂电池更安全?

来源:未知    2019-03-19 19:23    点击量:

动力锂电池,几乎全部的设计都打有安全的烙印,外壳的防水设计,电池包的强度设计,热管理系统,BMS的温度监测、烟雾报警、防过充过放程序等等。安全是动力电池包的重中之重。

如果能够釜底抽薪,动力锂电池自身足够安全,则周边工程的设计将会变得无比自由,成本也会应声而下。那么什么样的锂电池是安全的锂电池?

a、隔膜135℃自动关断保护,采用国际先进的Celgars2300PE-PP-PE三层复合膜。在电池升温达到120℃的情况下,PE复合膜两侧的膜孔闭合,电池内阻增大,电池内部升温减缓。电池升温达到135 ℃时,PP膜孔闭合,电池内部断路,电池不再升温,确保电池安全可靠。

 

 

b、向电解液中加入添加剂在电池过充,电池电压高于4.2V的条件下,电解液添加剂与电解液中其他物质聚合,电池内阻大幅度增加,电池内部形成大面积断路,电池不再升温。

 

 

c、电池盖复合结构电池盖采用刻痕防爆球结构,电池升温时,电池内部活化过程中所产生的部分气体膨胀,电池内压加大,压力达到一定程度刻痕破裂、放气。

 

 

d、各种环境滥用测试进行各项滥用实验,如外部短路、过充、针刺、冲击、焚烧等,考察电池安全性能。同时对电池进行温度冲击实验和振动、跌落、冲击等力学性能实验,考察电池在实际使用环境焉的性能情况。

1 动力锂电池的基本组成

以圆柱形电池为例,如上图所示,锂电池的主要结构包括壳体,正极,负极,隔膜,电解液,安全阀等安全保护装置以及一些导电密封辅助结构。

壳体,是整只电芯的保护层,对电芯起到支撑、隔离和绝缘等保护性作用。软包电池,没有高强度的壳体,其在小规模成组以后,也要设计具备一定强度的壳。

直接参与电池电化学过程的是正极、负极和电解液,可以说它们是事故的源头,也是真正解决安全问题的病根所在。

2 正极、负极和电解液的安全性问题

锂电池的安全事故,无论是电芯老化或者自身质量问题带来的自内而外的过热,进而导致热失控,还是由于交通事故或者其他类型的滥用造成的热失控,事故发生总要经历电芯材料剧烈反应的过程,如果能够阻断这个点,则电池可以失效,但永远不会燃爆。