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車用鋰動力電池系統的安全性剖析

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年09月10日  

中國“十二五”規劃大力支持以電動汽車為主的新能源汽車新興產業。然而以熱失控為特征的鋰離子電池系統的安全性事故時有發生,困擾著電動汽車的發展。動力電池安全性事故的常見形式及成因是什么?又該采取怎樣的防范措施?


1.動力電池安全性問題


鋰離子動力電池事故主要表現為因熱失控帶來的起火燃燒。如表1和圖1所示。


圖1近年來部分鋰離子動力電池事故


鋰離子動力電池系統安全性問題表現為3個層次(圖2)。


1)電池系統安全性的“演變”。即電池系統長期老化——“演化”(事故1、2、3、5、7)和突發事件造成電池系統損壞——“突變”(事故4、6)。


2)“觸發”——鋰離子動力電池從正常工作到發生熱失控與起火燃燒的轉折點。


3)“擴展”——熱失控帶來的向周圍傳播的次生危害。


圖2動力電池系統安全性問題的層次


2.動力電池安全性演變


2.1“演化”與“突變”


電池系統長期老化帶來的可靠性降低,演化耗時長,可以通過檢測電池系統的老化程度來評估電池系統安全性的變化;相比而言安全性突變難以預測,但是可以通過既有事故的形式來改進電池系統的設計。


2.2安全性演化機理


電池系統任何部件的老化都可能帶來安全事故的觸發,如事故1、7。除此之外,電池本身的安全性演化主要表現為內短路的發展。電池內部的金屬枝晶生長是造成內短路的主要原因之一。值得一提的是,老化電池的能量密度降低,熱失控造成的危害可能會降低;另一方面老化電池更容易發生熱失控。


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