锂离子电池安全问题为何频发?

2019-12-13      1124 次浏览

锂离子电池安全问题为何频发?


邱新平告诉《产品安全与召回》,这是由锂离子电池本身的特征来决定的。与其他体系的电池相比,比如铅酸电池、镍铝电池等,锂离子电池创新地采用了一些新的反应方式。主要表现在以下两个方面:


首先,锂离子电池正极和负极采用了嵌入反应方式,与普通的化学反应如铅酸电池中铅变硫酸铅的反应不一样,嵌入反应过程中材料表面也就是界面的结构比较稳定,因此保证了锂离子电池的长寿命系统。


其次,锂离子电池具有高能量密度的特性,高能量密度主要得益于两方面:一是高容量电极材料的使用;二是宽的电化学窗口电解质的使用(这里所指的主要是非水溶液体系电解质或者固体电解质),使得电池的电压大幅度提高。


现在的锂离子电池平均电压可以到3.7V以上,最高电压可以达到4.4V以上。这样的设计,与普通的水溶液电解质相比,锂离子电池中没有钳制反应。邱新平指出,比如说,如果铅酸电池过充电,过充电以后多余的电可以把水分解,分解完之后,再用氢氧复合基质把多余的电能变成热能释放出来,锂离子电池并没有这个机制,所以一旦过充电,就会带来很多安全问题。


应加强对电池生命中后期的数据积累


目前业内包括车企对新的锂离子电池,即刚出厂的电池的安全性认识得很清楚,积累做了大量的数据,也通过了各种各样的标准测试。


邱新平告诉《产品安全与召回》:目前我们面临这样一个问题,包括最近国内出现的这些烧车事故,都跟电池到了生命的中后期有关,问题在于,我们现在对电池生命中后期反应并没有太多的数据积累。


我们实验室花了三年时间做电池循环测试,三年时间里在同样一个温度下循环,我们发现循环了3000次以后,电池的内阻变化很大,一百个电池之间可能相差很多,容量也变化很大。


如果这种变化出现在成组的电池上,热失控在所难免。所以到目前为止,我个人的观点就是,需要加强对电池生命中后期的数据积累。安全本身不是一个从技术上或者从原理上不能克服的事情,安全是一个工程技术问题,只要有大量的基础数据积累,我们的工程技术人员就可以很好地开展工作。邱新平强调。



电池安全防范七点建议


锂离子电池安全如何防范?邱新平提出以下建议:


首先,开发出好的正极材料,提高其热失控温度,每提高10度,就能大大减少热失控发生的几率。


第二,设计合理的结构,电池的散热要好。


第三,保证电池一致性,加大使用过程中环境的控制等。


第四,开发出更加稳定的电极材料,电解质材料,这是真正解决锂离子电池安全的根本。目前,这方面无论是国际还是国内都有一些很好的技术方案在运行。


第五,要加强电池散热以及热管理范围的研究。有些企业可能怕热传递而做隔热,隔热过程中还有一个散热问题。


第六,减少生产过程的电池内部缺陷,以减少电池发生安全事故的几率。


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