动力电池热失控的原因有哪些?如何处理动力电池的梯次利用问题?

2019-12-24      1470 次浏览


随着电动汽车的快速发展,产品核心动力电池也成为了热门的话题。动力电池安全性如何保障;如何判断其稳定性;又应如何进行梯次利用与回收?一系列问题也都成为了社会所关注的重点。但面对问题,似乎并没有权威声音给我们一个清晰的答案。


动力电池安全本质就是电池热失控。而导致电池热失控的原因则分为机械原因与电的原因。欧阳明高为我们揭示了三种热失控触发机理:负极析活性锂,内短路与正极释活性氧。


基于这三种热失控机理,研究院研发了四方面的动力电池热失控主动安全防控技术,分别是:电池充电析锂与快充控制、电池内短路与电池管理、单体电池热失控与热设计和系统层面的电池系统热蔓延与热管理。我们将把学术名词生活化,为您逐一说明。I.通过近期发生的充电事故的分析,我们发现不当的快速充电或过充引发了电池析锂(过度快充导致电池发生不可逆损伤),导致热失控温度大幅度下降,从219℃下降到107℃,并导致电池自然。
II.关于电池内短路的影响因素分别有:机械变形、挤压、撕裂,隔膜破裂、过充过放、极端过热等。关于电池内部短路的控制要求较高,需要对动力电池进行全方位的监控与预判测试,最终找到可能发生内短路的位置进行熔断(通过监测,及时发现有可能发生内短路的位置,让该区域的电池失去活性)。
III.最后一部分是电池系统的热蔓延与热管理。简单讲,这是汽车发生剧烈碰撞或底盘刺穿时突然发生的系统性热失控事件,也是最危险最难解决的问题。如今国际上对于这一部分的判断尚无明文依据。最后做一下总结:热失控包括诱因、发生和蔓延三个过程,诱因主要有两个,一是过充、快充、老化电池、低温充电等导致的析锂(电池不可逆的损伤),二是各种原因导致的内短路。从系统本身安全性和材料体系的角度,进行单体电池热安全设计,在其他方法不可行的情况下进行热失控蔓延的抑制。动力电池的梯次利用与回收情况也不容乐观


谁来处理是个问题,怎么处理也是个问题。当下电池回收与梯次利用的痛点问题有五点:


1.传统技术处理电解液、隔膜时,主要是采用低温焚烧的方式,产生大量的含氟气体,有可能造成大气污染。


2.第二是酸、碱浸泡后的金属废渣堆积掩埋,存在土壤、水体污染风险,同样不符合环保要求。


3.第三点是交通部规定锂电池需按第九类危险品进行运输,在新能源汽车集中发展的一、二线城市,无法通过环评,项目也无法落地,传统技术企业,与目前新能源汽车发展聚集地区距离较远,运输风险较高,运输成本较大,也不符合就近处理的试点方案原则。


4.第四点,由于磷酸铁锂电池内只有少量锂金属,对于传统技术而言,在目前碳酸锂价格低迷的情况下,回收其中锂金属,经济上又不可行。


5.第五电,现在动力电池处理企业在收到退役动力电池包之后会进行梯次利用智能化拆解和快速化检测,但是现在电池包包括电池的不规范,所以很难做到智能化的拆解,电池回收公司对电池产品的处理提不起兴趣


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