锂离子电池安全特性是如何实现的？它有哪些要求？
来源：宝鄂实业
2019-05-11 19:47
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锂离子电池安全特性是如何实现的？
为了确保锂离子电池安全可靠的使用，专家们进行了非常严格、周密的电池安全设计，以达到电池安全考核指标。 (1)隔膜135℃自动关断保护 采用国际先进的Celgard2300PE-PP-PE三层复合膜。在电池升温达到120℃的情况下，复合膜两侧的PE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。 (2)向电液中加入添加剂 在电池过充，电池电压高于4.2v的条件下，电液添加剂与电液中其他物质聚合，电池内阻大副增加，电池内部形成大面积断路，电池不再升温。 (3)电池盖复合结构 电池盖采用刻痕防爆结构，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。 (4)各种环境滥用试验 进行各项滥用试验，如外部短路、过充、针刺、平板冲击、焚烧等，考察电池的安全性能。同时对电池进行温度冲击试验和振动、跌落、冲击等力学性能试验，考察电池在实际使用环境下的性能情况
隔膜在锂电池中起着防止正、负极短路的作用，并在锂电池充放电过程中提供锂离子运输通道。简而言之，隔膜就是一层多孔的塑料薄膜。但它直接影响了电池的容量、循环性能以及安全性能。在锂电池的部件中它是技术含量最高的，占锂电池成本的20%～30%。而目前我国80%的锂电池隔膜依靠进口。 隔膜技术含量高的原因在于它的造孔工艺难度大。目前国际上隔膜的主流产品是经横向和纵向精密拉伸的单层聚丙烯(PP)纳米微孔膜、单层聚乙烯(PE)纳米微孔膜、PP/PE/PP三层复合纳米微孔膜等类型。以双向精密拉伸法来生产PE、PP隔膜，是一个多步骤、复杂而精密的加工过程，包括吹塑、流延制膜、连续精密拉伸等多个重要环节。国产隔膜在厚度的均匀度和孔的均匀度上与国外存在很大差距。目前国际和国内市场基本被几家实力强大的国外厂商掌控，如美国的卡尔格德(Celgard)、恩特凯(Entek)，日本的旭化成、东燃等。 国内许多企业都在尝试突破国外技术壁垒，开发锂电池隔膜，但难度较大。难度主要体现在以下3个方面：一是传统制备隔膜工艺的相关专利基本被美国和日本的少数企业所垄断，我国在生产技术方面缺乏自主知识产权;二是国内企业在生产隔膜的关键技术方面特别是产业化技术方面较为欠缺，很多企业在小试时往往能够拿出较好的样品，但大规模生产时产品的一致性较差;三是我国在新工艺、新方法的研究方面与国际同步，但新的工艺往往对设备和工艺过程控制要求较高，我国的精密加工设备基础比较薄弱，限制了产业化。 尽管难度大，但是国产隔膜已经开始起步。现在国内一些企业在国产化方面已取得了一些技术突破，如深圳市星源材质科技股份有限公司、佛山市金辉高科光电材料有限公司、河南新乡格瑞恩新能源材料股份有限公司等，这些公司都已生产出具有自主知识产权的锂电池隔膜，但目前大多是供应中、低端市场，还需要膜技术的进一步成熟。 随着新能源汽车的逐渐推广，到2012年，预计新能源汽车将令锂电池隔膜的需求量翻10倍。解决了隔膜的国产化问题，不仅对锂电池行业，对整个电动汽车行业发展都将具有革命性的意义。
为了确保锂离子电池安全可靠的使用，专家们进行了非常严格、周密的电池安全设计，以达到电池安全考核指标。 (1)隔膜135℃自动关断保护 采用国际先进的Celgard2300PE-PP-PE三层复合膜。在电池升温达到120℃的情况下，复合膜两侧的PE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。 (2)向电液中加入添加剂 在电池过充，电池电压高于4.2v的条件下，电液添加剂与电液中其他物质聚合，电池内阻大副增加，电池内部形成大面积断路，电池不再升温。 (3)电池盖复合结构 电池盖采用刻痕防爆结构，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。 (4)各种环境滥用试验 进行各项滥用试验，如外部短路、过充、针刺、平板冲击、焚烧等，考察电池的安全性能。同时对电池进行温度冲击试验和振动、跌落、冲击等力学性能试验，考察电池在实际使用环境下的性能情况
隔膜在锂电池中起着防止正、负极短路的作用，并在锂电池充放电过程中提供锂离子运输通道。简而言之，隔膜就是一层多孔的塑料薄膜。但它直接影响了电池的容量、循环性能以及安全性能。在锂电池的部件中它是技术含量最高的，占锂电池成本的20%～30%。而目前我国80%的锂电池隔膜依靠进口。 隔膜技术含量高的原因在于它的造孔工艺难度大。目前国际上隔膜的主流产品是经横向和纵向精密拉伸的单层聚丙烯(PP)纳米微孔膜、单层聚乙烯(PE)纳米微孔膜、PP/PE/PP三层复合纳米微孔膜等类型。以双向精密拉伸法来生产PE、PP隔膜，是一个多步骤、复杂而精密的加工过程，包括吹塑、流延制膜、连续精密拉伸等多个重要环节。国产隔膜在厚度的均匀度和孔的均匀度上与国外存在很大差距。目前国际和国内市场基本被几家实力强大的国外厂商掌控，如美国的卡尔格德(Celgard)、恩特凯(Entek)，日本的旭化成、东燃等。 国内许多企业都在尝试突破国外技术壁垒，开发锂电池隔膜，但难度较大。难度主要体现在以下3个方面：一是传统制备隔膜工艺的相关专利基本被美国和日本的少数企业所垄断，我国在生产技术方面缺乏自主知识产权;二是国内企业在生产隔膜的关键技术方面特别是产业化技术方面较为欠缺，很多企业在小试时往往能够拿出较好的样品，但大规模生产时产品的一致性较差;三是我国在新工艺、新方法的研究方面与国际同步，但新的工艺往往对设备和工艺过程控制要求较高，我国的精密加工设备基础比较薄弱，限制了产业化。 尽管难度大，但是国产隔膜已经开始起步。现在国内一些企业在国产化方面已取得了一些技术突破，如深圳市星源材质科技股份有限公司、佛山市金辉高科光电材料有限公司、河南新乡格瑞恩新能源材料股份有限公司等，这些公司都已生产出具有自主知识产权的锂电池隔膜，但目前大多是供应中、低端市场，还需要膜技术的进一步成熟。 随着新能源汽车的逐渐推广，到2012年，预计新能源汽车将令锂电池隔膜的需求量翻10倍。解决了隔膜的国产化问题，不仅对锂电池行业，对整个电动汽车行业发展都将具有革命性的意义。
