如何有效提升动力电池的安全性？
来源：宝鄂实业
2019-08-16 21:33
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根据中国新能源汽车动力电池比能量发展的趋势，我们很快就会向300瓦时／公斤的高比能量电池迈进，很快这些产品就会进入市场，就是所谓的高镍三元811电池很快就会进入市场，这些高比能量的电池会比原先的这些相对低的比能量的电池所面临的安全技术的要求会更高。
热失控成为是动力电池安全最关键的环节
研究重点是在热失控的三个方面，一是热失控的诱因，包括热、电、机械的原因。二是热失控发生的机理究竟是什么，从而在材料设计层面加以防护。三是热蔓延，一旦单体电池防止不了热失控，就得有二次防护手段，就是在系统层面要切断热失控的蔓延，只要切断蔓延就可以防止事故。我们对高比能量电池的热失控控制，不仅靠材料本身，还要从系统层面来进行。
首先是关于热失控的发生机理与抑制。我们从两个实验手段上开展，一个是从事材料热稳定性研究的差示扫描量热仪，一个是电池单体热失控测量的加速量热仪。
高比能量电池热失控的几个特征温度。一般来说，当电池温度升高到一定程度，电池就会自产热，我们把这个温度叫T1，产热发生到一定程度无法抑制，热失控触发，叫T2，最后温度上升到最高点我们叫T3。热失控机理不清楚的主要是发生在T2到T3阶段。一般认为是内短路造成的，对常规电池的确是这样，但是我们在研究中发现对高比能量不完全是这样。我们发现没有内短路，照样有热失控。这是因为高比能量电池的耐高温新型隔膜到200度以上没有变化，电解液基本完全蒸发了，但在230－250度时，正极材料相变放出的氧与负极反应产生了放热高峰。
另外我们看一下各种不同镍含量的三元锂离子电池的差异。811电池跟现在常用的622或者532相比， 811的放热峰明显的都比其它高很多，表明811的热稳定性较差。经过分析我们得到的初步结论是，高镍正极对全电池安全有较大的影响，硅炭负极对安全在初期影响不大，但是在循环衰减后影响比较大。
应对这种热稳定差也有一系列的改进途径，比如说材料的包覆等，我们还发现了一个新的方法，就是用单晶颗粒来替代多晶的正极材料，电池的热稳定性有非常好的改善，相应的安全性也有很好的改善。
