新闻中心江苏红东科技研发的处于世界领先地位的石墨烯属自主知识产权,填补了中国该类产品民族工业的空白。

电池安全:如何应对锂电热失控?

浏览量:121  发布时间:2019-09-20

关于电动汽车起火事件的新闻层出不穷。什么原因导致电动汽车起火现象频发?

电动汽车最为关键的部件之一,属于动力电池,随着动力电池密度的不断提高,续航里程不断的增加,越来越多的人关心动力电池的安全,目前应用于纯电动汽车的动力电池主要有磷酸铁锂与三元锂两种,动力电池在车辆的工作过程中,电能一部分转变为化学能,还用一部分转变为热能和其他能量。充电电池发热属于正常现象,但是涉及电池安全,如何应对急剧攀升的电池温度?

电池因为其产品的特殊性,对于使用和管理都有着非常严格的要求。由于过高或过低的温度都将直接影响动力电池的使用寿命和性能,并有可能导致电池系统的安全问题,并且电池箱内温度场的长久不均匀分布将造成各电池模块、单体间性能的不均衡。

因此,为了避免出现热失控,目前动力电池在电池的构造工艺上面来对电池的热失控进行设计,就像我们所知道的,目前动力电池有热管理系统,这套装置包括通风,冷却等等系统,其次在电池电芯设计上面通过诸如热控制技术(PTC 电极)、正负极表面陶瓷涂层、过充保护添加剂、电压敏感隔膜以及阻燃性电解液等等技术的综合性应用来无限改善单体电芯的安全性能。

但是这些措施终究是防护措施,如何从源头来控制电池的温升,电池内热传递方式主要有热传导、对流换热和辐射换热3种方式。

1、电池和环境交换的热量也是通过辐射、传导和对流3种方式进行的。热辐射主要发生在电池表面,与电池表面材料的性质相关。


2、热传导是指物质与物体直接接触而产生的热传递。电池内部的电极、电解液、集流体等都是热传导介质,而将电池作为整体,电池和环境界面层的温度和环境热传导性质决定了环境中的热传导。


3、热对流是指电池表面的热量通过环境介质(一般为流体)的流动交换热量,它也和温差成正比。


对于单体电池内部而言,热辐射和热对流的影响很小,热量的传递主要是由热传导决定的。电池自身吸热的大小与其材料的比热容有关,比热容越大,散热越多,电池的温升越小。如果散热量大于或等于产生的热量,则电池温度不会升高。如果散热量小于所产生的热量,热量将会在电池体内产生热积累,电池温度升高。


红东的解决方案是采用高纯度石墨烯浆料作为电池正极材料的添加剂,石墨烯具有高导热性和导电性,使得改性电池具有超低内阻,在高功率环境下,降低了电荷传输过程的发热量从而降低电池的工作温度,电池更加安全。

正极加入高纯度石墨烯浆料的磷酸铁锂电池倍率充电温度曲线


正极加入高纯度石墨烯浆料的磷酸铁锂电池倍率充电温度曲线

穿刺试验不起火、不爆炸

电池正极材料中添加石墨烯的锂电池,在穿刺试验时,由于石墨烯对活性物质具有很好的包覆,可阻隔延缓氧化过程;同时使正极涂层具有高导热性,发热点的温度能够迅速扩散,使其最高温度达不到燃点,从而不会起火。

磷酸铁锂电池穿刺后的状态


其次对于动力电池来说的话,建立起一套安全强制的标准和规范,这样的话对于电池安全来说,可以达到可控可防的要求,整个电动汽车热管理行业正处于爆发与变革的前夕。


伴随着动力电池热管理方案不断地创新升级,整体行业技术也在不断的提高,红东愿携手各电池厂家共同面对难题,提供成熟技术协助电池厂商在电池热管理和安全性上再上一个台阶。



内容来源: 江苏红东科技有限公司

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