微●科普:如何應對電動汽車鋰電池熱失控

2018年09月26日

上期新能源汽車專題中,在夏日高溫天氣里引發(fā)電動汽車自燃的動力電池熱失控話題非常值得消費者給予關(guān)注。

那么,為了應對電池熱失控,新能源車企都會采取哪些新的材料和技術(shù)呢?高溫天氣里,又有哪些好方法可以讓你心愛的電動汽車避免“中暑”而熱失控呢?

今天我們從使用高性能材料(內(nèi)因)和電動汽車鋰電池的正確使用(外因)兩個角度探討一下該如何防控熱失控。

在今后很長一段時間里,隨著電動汽車動力鋰電池能量密度的日益提高,熱失控風險都將呈現(xiàn)上升趨勢。

需要更長的續(xù)航的潛臺詞是熱穩(wěn)定性更低的材料。

動力電池熱失控是由于電池的生熱速率遠高于散熱速率,且熱量大量累積而未及時散發(fā)出去所引起的。

第1階段:電池內(nèi)部熱失控階段

電池在80~90℃時是安全的,溫度升高到90~120℃之間時 SEI 膜開始分解,釋放熱量,溫度升高。

但是當溫度達到120~130℃時保護層SEI膜遭到破壞,負極與溶劑、粘結(jié)劑反應,溫度升高,隔膜融化關(guān)閉。溫度繼續(xù)升高至150℃之上后,內(nèi)部電解質(zhì)開始進行分解,繼續(xù)釋放熱量,進一步加熱電池。

第2階段:電池鼓包階段

電池溫度達到200℃之上時,正極材料分解,釋放出大量熱和氣體,持續(xù)升溫。250-350℃嵌鋰態(tài)負極開始與電解液發(fā)生反應。

第3階段:電池熱失控,爆炸失效階段

在反應發(fā)生過程中,電解液與正極反應產(chǎn)生的氧氣劇烈反應并進一步使電池發(fā)生熱失控。

怎樣防止熱失控?電芯級別來講可以從電極材料、電解質(zhì)和隔膜三個主要部件的安全性改善方面下手。對模組,電池包級別來講,就要從電池包結(jié)構(gòu)設(shè)計、熱管理、BMS、電氣管理來著手改善提高。結(jié)構(gòu)設(shè)計與熱管理過程中就會用到很多泡綿產(chǎn)品。

鋰電池包里的各種泡綿材料不僅能保護電池免受外力沖擊損壞,更核心的功能就是對電池包的熱量管理進行調(diào)控,保持電池包的小環(huán)境能達到“冬暖夏涼”。

擁有多項成功應用的圣戈班Norseal?密封泡綿Norbond?粘接膠帶熱失控防護、電池組導熱等方面表現(xiàn)突出,可以很好的防控熱失控帶來的惡劣后果。

Norseal?密封泡綿和Norbond?粘接膠帶

針對電芯模組動力電池整包,我們提供不同級別的熱失控防護材料,Norseal? TRP泡綿是一種為電池熱失控提供強力保護的彈性體壓縮泡綿,避免電芯的熱失控擴散。Norseal?FS1000泡綿可以作為箱體四周的熱失控和保溫材料使用,在熱失控發(fā)生時為乘客提供更多的逃生時間。

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熱失控防護

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電池組導熱

電池組導熱電池組導熱電池組導熱

不當?shù)氖褂娩囯姵匾彩菍е聼崾Э氐脑獌础k姵剡^充、電池過熱、機械損傷都是導致電池熱失控的外因。夏季太陽的威力很可怕,電動汽車更是要要做好防曬工作的。

新能源車夏日養(yǎng)護tips

由于電動汽車是靠電機驅(qū)動,所以電動汽車不需要機油、三濾、皮帶等常規(guī)保養(yǎng),只需要對驅(qū)動電池組和電機進行一些常規(guī)的檢查,諸如定時對新能源車本身的電力系統(tǒng)進行檢測、時常注意胎壓監(jiān)測等保養(yǎng)措施并保持其清潔即可。

車子要做好防曬工作,長時間暴曬帶來的高溫對車輛的機件和電池都是不利的,比如降低電池活性,最好選擇陰涼的地方停車。

正確使用鋰離子電池的注意事項

①安全使用電池,防止電池著火、爆炸等安全事故的發(fā)生要購買正規(guī)廠家生產(chǎn)的正規(guī)、安全電池。

②使電池處在良好的通風、散熱環(huán)境中,保證電池工作時的溫度不超過電池內(nèi)部電化學反應等的溫度。如果發(fā)現(xiàn)電池溫度過高,則要想辦法為電池降溫或必要時暫停使用電池,以保證安全。

③充電時要用與電池配套的充電設(shè)備,按規(guī)定充電,防止電池發(fā)生過充現(xiàn)象。一旦過充立即停止充電。

④要保證正確使用電池不要用尖銳或重物撞擊電池,可以在保證電池良好的通風、散熱等的條件下在電池外部加保護罩,防止電池外部損傷而導致安全事故。

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