改进正极材料和电池包可有效抑制热失控

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经常以来,动力电池安全对于现代出行来说都是非常重要的一一一1个多因素。目前,全球动力电池业、电动汽车业、可再生能源汽车业都处在快速发展的关键时期,否则,动力电池的安全问题报告 报告 以及安全风险控制也成为当前全球关注的要点。

在日前举办的“第三届国际电池安全研讨会(2019IBSW)”上,与会各方就电池热失控机-电-热诱因及防控措施、电池热失控处在机理与抑制措施、电池燃烧爆炸形状及火灾安全、电池系统热失控蔓延与热管理、电池析锂与快充安全、固态电池安全性问题报告 报告 等内容进行了深入的探讨和交流。

图为中国科学院院士欧阳明高发表主题演讲

电池中国网作为媒体合作媒体受邀出席本次会议,并从会上了解到,中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高团队在全球率先对大容量动力电池进行了ARC(绝热热失控)试验,发现了电池热失控的一一一1个多形状温度和处在机理。在10月8日的研讨会上,欧阳明高院士对热失控和热蔓延的控制研究进展作了完正介绍。

据欧阳明高介绍,清华大学新能源动力系统课题组作为国家新能源汽车重点专项主要的研发团队之一,及中美洁净能源汽车媒体合作中方的牵头团队,目前的研究方向主要集中在动力电池、燃料电池和混合动力一一一1个多方面。

欧阳明高表示,一定量实验研究表明,电池热失控具有一一一1个多形状温度,分别为:自生热起始温度T1、热失控引发温度T2、热失控最高温度T3。欧阳明高指出,“为哪些地方由一一一1个多缓慢的升热会经常引发急剧的升热,且升热效率单位都须要达到11150度/秒甚至以上,这才是引发热失控的关键”。通过对T2的探究发现,正极释氧、负极析锂、隔膜崩溃,你两种 一一1个多原应 是最终引发热失控形成T2的主因。

针对以上两种生活机理,欧阳明高介绍了其团队在机理方面及热失控控制方面的研究进展:第一,内短路和控制内短路的措施,否则BMS;第二,正极释氧引发的热失控和电池的热设计;第三,负极析锂跟电解液的剧烈反应原应 的热失控以及充电控制。以后你两种 一一1个多机理、两种生活技术都是能除理热失控问题报告 报告 ,最终还都须要通过抑制热蔓延来除理安全事故的处在。

针对内短路问题报告 报告 ,欧阳明高表示,目前碰撞类的机械措施,充电过充、枝晶析锂、枝晶刺破隔膜,过热原应 隔膜崩溃等一定会诱发内短路,其中内短路的程度不一样、演变的过程不一样,但最后一定会原应 隔膜崩溃和熔化。隔膜的熔化会原应 内短路,从升温始于英语 英语 到隔膜崩溃就会形成T2,直接引发热失控,他也认为,这是两种生活较为普遍的原应 。

关于主要的内短路类型,欧阳明高认为,或多或少内短路都须要立即引发热失控,否则或多或少内短路是缓慢演变的;或多或少内短路以后不危险,但或多或少内短路在演变之一定会很危险;有或多或少内短路是经常缓变,还有或多或少内短路从缓变到突变……他表示,对于演变型内短路的演变规律,第一一一1个多过程主否则电压下降,而到第1个过程才会有温升,最后形成热失控。

他同时表示,这麼内短路仍之一定会有热失控的请况。随着隔膜性能的不断增强、正极三元材料镍含量不断提高、释氧温度不断下降,正极材料热稳定性也会随之降低,薄弱环节反而会向正极材料转移。这也须要正极材料企业和电池制造企业加以关注。

欧阳明高表示,实验中即使将电解液加进,电池依然会处在热失控。正极和负极结合的以后,负极被氧化,正极释氧与负极反应剧烈放热,否则都须要将重点放进去去正极材料和电解质方面,进而改变热失控的形状。未来除固态电解质外,电解液的加进剂、高浓度电解质、新型电解质对除理热失控问题报告 报告 都将有更大的提升空间。

在析锂和充电控制方面,欧阳明高表示,全生命周期安全性中最主要的影响因素否则析锂,以后这麼析锂衰减,电池安全性何必 会变差。同样是析锂,析锂的多、少原应 的结果明显不一样,析锂多的放热量大,析出锂会直接跟电解液处在剧烈反应,引发一定量温升,将直接诱发热失控。

研究发现,通过僵化 的P2D模型,可推导出不析锂的充电曲线,如保持负极电势始终不低于零,便可得到无析锂的最佳充电曲线。并通过三电极标定这条曲线,利用你两种 算法可实现不析锂,但他强调这否则一一一1个多标定过程,随着时间的延长,电池的衰减性能还是会处在改变。

对于热失控的蔓延及抑制措施,欧阳明高团队通过温度场的测试发现,并联电池组的蔓延过程是一节一节的,当第一一一1个多电池热失控以后处在短路,所有的电一定会往第一节电池这边来,所以造成电池组电压下降,一旦断开后电压又回去了,这否则并联热失控的形状。而串联电池组热失控刚始于英语 英语 是有序的蔓延,最后是剧烈蔓延,不仅仅是传热,一定会引发爆炸、燃烧等事故处在。

否则,欧阳明高强调电池包的设计尤为重要,按照仿真参数标定的模型可进行隔热设计。而电池只隔热还远远不足英文,同时须要配合散热设计,通过隔热将传热挡住,通过散热将能量带走。实验过程中,在同样的测试条件下,带防火墙的电池包相较于传统电池包,这麼燃烧,也这麼热蔓延。

目前,电池仍是电化学能源储存系统、有点痛 是电动汽车当中最重要的组成部分。全球电池的产量也以后在2018年超过了106GWH,其中150%的产量来自中国。同时,在高能密度锂离子电池的发展方面上中国也位居前列。目前三元单体电芯以后实现150Wh/kg,到2020年电池组能量密度都须要达到150Wh/kg。否则电化学有点痛 是高电能之一定会处在相应的热失控风险,也在一定程度上降低了电动汽车的市场接受度。相信在全球各国专家、学者的同时努力下,以后更慢找到电池安全事件的机理,并找到一系列措施来有效除理电池安全问题报告 报告 。

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