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如何降低锂离子电池包的安全隐患?

2022-05-19   点击量:49

1提高电解液的安全性


电解液与正、负电极之间均存在很高的反应活性,尤其在高温下,为了提高电池的安全性,提高电解液的安全性是比较有效的方法之一。通过加入功能添加剂、使用新型锂盐以及使用新型溶剂可以有效解决电解液的安全隐患。


根据添加剂功能的不同,重要可以分为以下几种:安全保护添加剂、成膜添加剂、保护正极添加剂、稳定锂盐添加剂、促锂沉淀添加剂、集流体防腐添加剂、增强浸润性添加剂等。


为了改善商用锂盐的性能,研究者们对其进行了原子取代,得到了许多衍生物,其中采用全氟烷基取代原子得到的化合物具有闪点高、电导率近似、耐水性增强等诸多优点,是一类很有应用前景的锂盐化合物。另外,以硼原子为中心原子、与氧配体螯合得到的阴离子锂盐,具有很高的热稳定性。


关于溶剂方面,很多研究者提出了一系列新型的有机溶剂,如羧酸酯、有机醚类有机溶剂。另外,离子液体也有一类安全性高的电解液,但是相对普遍使用的碳酸酯类电解液,离子液体的粘度高个数量级,电导率、离子自扩散系数较低,离实用化还有很多工作要做。


2提高电极材料的安全性


磷酸铁锂以及三元复合材料被认为是成本低廉、安全性优良的正极材料,有可能在电动汽车产业中普及应用。关于正极材料,提高其安全性的常见方法为包覆修饰,如用金属氧化物对正极材料进行表面包覆,可以阻止正极材料与电解液之间的直接接触,抑制正极物质发生相变,提高其结构稳定性,降低晶格中阳离子的无序性,以降低副反应产热。


关于负极材料,由于其表面的往往是锂离子电池中最容易发生热化学分解并放热的部分,因此提高SEI膜的热稳定性是提高负极材料安全性的关键方法。通过微弱氧化、金属和金属氧化物沉积、聚合物或者碳包覆,可以提高负极材料热稳定性。


3改善电池的安全保护设计


除了提高电池材料的安全性,商品锂离子电池采用的许多安全保护措施,如设置电池安全阀、热溶保险丝、串联具有正温度系数的部件、采用热封闭隔膜、加载专用保护电路、专用电池管理系统等,也是增强安全性的手段。


五锂离子电池安全解决方法供应商


随着锂离子电池安全性问题越来越受到人们的关注,不少公司专门针对锂离子电池中的安全隐患进行研发,提出卓有效果的电池安全解决方法。


作为国内动力锂电池热失控预警及安全技术的最早研究者和电池箱专用自动灭火装置的创领者,创为新能源首创锂离子电池热失控模型,促进了电池箱热失控监测及自动灭火技术的规模化应用。


锂离子电池热失控模型分为纵向、横向和垂向三维。纵向为多传感器的数据冗合,即对多组同环境下的传感器数据进行多次拟合,模拟不同材料、不同环境的数据表征曲线;横向为对传感器的历史数据进行持续时间算法,排除噪声干扰,有效解决了阈值法监测方式的漏报、误报、预警滞后问题;垂向采用穿刺、钝针积压等不同方法模拟不同类型容量动力锂电池热失控过程。


通过三维融合,用数学手段,以大量实验及真实运行数据为基础,归纳热失控导致的各种变量之间的内在关系,采用神经学原理,形成极早、高可靠、自运行的锂离子电池热失控模型,实现电池活在隐患的早期预警和智能控制。

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钜大特种电池工程研究院

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