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上升趨勢。

需要更長的續航的潛臺詞是熱穩定性更低的材料

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出去所引起的。

第1階段:電池內部熱失控階段

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、粘結劑反應,溫度升高,隔膜融化關閉。溫度繼續升高至150℃之上后,內部電解質開始進行分解,繼續釋放熱量,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,持續升溫。250-350℃嵌鋰態負極開始與電解液發生反應。

第3階段:電池熱失控,爆炸失效階段

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

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,就要從電池包結構設計、熱管理、BMS、電氣管理來著手改善提高。結構設計與熱管理過程中就會用到很多泡綿產品。

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控,保持電池包的小環境能達到“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

不當的使用鋰電池也是導致熱失控的元兇。電池過充、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。

新能源車夏日養護tips

由于電動汽車是靠電機驅動,所以電動汽車不需要機油、三濾、皮帶等常規保養,只需要對驅動電池組和電機進行一些常規的檢查,諸如定時對新能源車本身的電力系統進行檢測、時常注意胎壓監測等保養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生要購買正規廠家生產的正規、安全電池。

②使電池處在良好的通風、散熱環境中,保證電池工作時的溫度不超過電池內部電化學反應等的溫度。如果發現電池溫度過高,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備,按規定充電,防止電池發生過充現象。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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