动力电池安全性因素有哪些
来源：宝鄂实业
2021-05-14 15:49
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（1）电芯材料选择和评估
电芯的性质和安全在很大程度上由电芯材料的选用决定，如果在选用电芯材料时没有对原材料进行深入的评估，必然会在第一阶段就造成电芯安全性的不足。
电池的比容量和比能量主要由正极材料决定，更重要的是其安全性受正极材料的本征电极电势影响，比如磷酸铁锂和三元的安全性差异。因此需要通过对电芯材料种类进行选择和元素掺杂来改善，尽量选择电位和电解液电化学窗口相匹配的、反应放热较少的材料，用以提高电芯安全性。
负极活性材料对安全性能的影响主要来自于锂枝晶的生长和电解液的反应。在快充的过程中，一旦锂离子通过SEI膜的速度比锂沉积在负极上的速度慢，锂的枝晶会随着充放电循环而不断生长，可能导致内部短路而造成电解质发生反应以致热失控。因此通过改善SEI膜的热稳定性可以提高电芯的安全性。
电解液通常使用的溶剂为有机碳酸酯类化合物，它们化学性能活泼且极易燃烧。正极材料处于充电态时为强氧化性，而处于强氧化性状态下的正极材料稳定性一般较差，很容易释放出氧气，而碳酸酯极易与氧气反应，放出大量的热和气体。一旦出现热失控后产生热量会进一步加速正极的分解，产生更多的氧气，促进更多放热反应的进行。
隔膜的主要作用是将电池的正、负极分隔开，起到关闭和阻断通道的功能，可以让锂离子自由通过，而电子不能通过。一旦隔膜出现破裂等情况将会造成正负极接触短路导致热失控，因此对隔膜的机械强度、孔隙率、厚度均一性和耐温提出了很高的要求。
（2）结构设计和生产工艺
锂离子动力电池的安全性也与电池的结构构造有较大关系，尤其电池容量和大小对电池的安全性有重要影响。容量高的电池通常放热量较大，而体积大的电池其散热相对困难，热量更容易被累积，从而出现热失控的概率更大。
为保证锂离子电池在使用过程中不出现问题，都会在锂电池电池壳表面设置安全阀，以防内部压力过高。在电芯的结构设计中存在很多引发内短路的潜在危险部位，因此应该在这些关键位置设置必要的措施或者绝缘，以防止在异常情况下发生电池内短路。
电芯生产制造工艺基本步骤分为混料、涂布、辊压、裁片、卷绕或叠层、极耳焊接、注液、封口、化成、排气、分容等，在每一个步骤都有可能由于操作工艺不当造成电芯的安全性问题。
在电芯原材料检测阶段，如果不严格按照标准或生产时环境差，很容易导致电芯中混入杂质，对电池的安全性有很大的影响。另外，电解液中如果混入了较多的水分，可能就会发生副反应而增大电池内压，对安全造成影响。在电芯的生产过程中，由于工艺水平的限制使得电池极板厚度、微孔率、活性物质的活化程度等存在微小差别。
这种电池内部结构上的不一致性就会使同一批次出厂的同一型号电池的电压、容量、内阻等不可能完全一致。产品无法达到良好的一致性，都可能会对电芯的安全性带来不利的影响。
（3）外部环境和使用条件
新能源汽车在使用过程中的环境是不断变化的，一旦发生碰撞，电池系统将承受巨大的冲击载荷，并且可能受到挤压、穿刺等损坏，严重的造成电池的燃烧、爆炸等危险。另外一方面长期在路面上颠簸，容易导致电池固定松动，造成一些机械性的伤害和连接件的松动导致的一些问题。
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