影響鋰離子動力電池安全性的要素[朗讀]

在新能源轎車範疇，鋰電池動力電池因為具備相對較高的能量密度、輸出功率等特色得到越來越廣泛的運用。但鋰離子動力電池的功能及壽命會跟著不斷地運用而衰減，更重要的是在不同的運用環境下會有不同的狀況。比如在寒冷低溫下簡單呈現比容量低、衰減嚴峻等現象，高溫下存在熱失控導致自燃自爆的隱患。
這些潛在的安全隱患形成新能源轎車顧客的信心缺乏。因而對鋰離子動力電池安全性進行重視並進行研究改善是非常必要的，有助於降低電池的安全隱患和發作事故的頻率，減少或防止動力電池呈現安全問題時形成的危害。
簡單來說，鋰離子動力電池首要由正極、負極、隔閡、電解液、電池外殼等構成。若按正極資料來分，首要分為鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰以及鎳鈷錳酸鋰三元資料等。按電芯的結構形狀來分，首要分為圓柱和方形以及軟包這三種。
不同資料挑選和結構設計的電池優缺點都非常明顯，因而鋰離子動力電池安全與電池資料性質和結構設計有密切的聯繫，別的與電池製備技能和運用環境緊密相關。從鋰離子動力電池的出產到最後的運用來看，影響鋰離子動力電池安全性的要素貫穿在電芯的資料挑選和設計出產、模組的集成和運用環境整個過程中。
（1）電芯資料挑選和評價。
電芯的性質和安全在很大程度上由電芯資料的選用決議，如果在選用電芯資料時沒有對原資料進行深化的評價，必然會在第一階段就形成電芯安全性的缺乏。
電池的比容量和比能量首要由正極資料決議，更重要的是其安全性受正極資料的本徵電極電勢影響，比如磷酸鐵鋰和三元的安全性差異。因而需求經過對電芯資料品種進行挑選和元素摻雜來改善，儘量挑選電位和電解液電化學窗口相匹配的、反響放熱較少的資料，用以進步電芯安全性。
負極活性資料對安全功能的影響首要來自於鋰枝晶的生長和電解液的反響。在快充的過程中，一旦鋰離子經過sei膜的速度比鋰沉積在負極上的速度慢，鋰的枝晶會跟著充放電循環而不斷生長，或許導致內部短路而形成電解質發作反響以致熱失控。因而經過改善sei膜的熱穩定功能夠進步電芯的安全性。
電解液通常運用的溶劑為有機碳酸酯類化合物，它們化學功能生動且極易焚燒。正極資料處於充電態時為強氧化性，而處於強氧化性狀況下的正極資料穩定性一般較差，很簡單釋放出氧氣，而碳酸酯極易與氧氣反響，放出很多的熱和氣體。一旦呈現熱失控後發作熱量會進一步加快正極的分解，發作更多的氧氣，促進更多放熱反響的進行。
電池隔閡。
隔閡的首要作用是將電池的正、負極分離隔，起到封閉和阻斷通道的功用，能夠讓鋰離子自由經過，而電子不能經過。一旦隔閡呈現破裂等狀況將會形成正負極觸摸短路導致熱失控，因而對隔閡的機械強度、孔隙率、厚度均一性和耐溫提出了很高的要求。
（2）結構設計和出產工藝。
鋰離子動力電池的安全性也與電池的結構構造有較大聯繫，尤其電池容量和巨細對電池的安全性有重要影響。容量高的電池通常放熱量較大，而體積大的電池其散熱相對困難，熱量更簡單被累積，然後呈現熱失控的機率更大。
為確保鋰離子電池在運用過程中不呈現問題，都會在鋰電池電池殼外表設置安全閥，以防內部壓力過高。在電芯的結構設計中存在很多引發內短路的潛在風險部位，因而應該在這些關鍵位置設置必要的措施或許絕緣，以防止在反常狀況下發作電池內短路。
電芯出產製造工藝基本步驟分為混料、塗布、輥壓、裁片、卷繞或疊層、極耳焊接、注液、封口、化成、排氣、分容等，在每一個步驟都有或許因為操作工藝不妥形成電芯的安全性問題。
在電芯原資料檢測階段，如果不嚴格按照標準或出產時環境差，很簡單導致電芯中混入雜質，對電池的安全性有很大的影響。別的，電解液中如果混入了較多的水分，或許就會發作副反響而增大電池內壓，對安全形成影響。在電芯的出產過程中，因為工藝水平的限制使得電池極板厚度、微孔率、活性物質的活化程度等存在細小不同。
這種電池內部結構上的不一致性就會使同一批次出廠的同一型號電池的電壓、容量、內阻等不或許完全一致。產品無法到達傑出的一致性，都或許會對電芯的安全性帶來晦氣的影響。
（3）外部環境和運用條件。
新能源轎車在運用過程中的環境是不斷改變的，一旦發作碰撞，電池體系將承受巨大的衝擊載荷，並且或許遭到擠壓、穿刺等損壞，嚴峻的形成電池的焚燒、爆破等風險。別的一方面長期在路面上顛簸，簡單導致電池固定鬆動，形成一些機械性的傷害和連接件的鬆動導致的一些問題。
動力電池運用環境雜亂。
電池箱外殼作為電池的第一防護層，防水等級需到達ip67。在不影響防水等級的基礎上一起有必要具備散熱體系，以確保密閉空間內的溫度不至過高，有效地保護電池的安全和運用壽命。其結構有必要確保在大容量的容納空間基礎上滿意足夠的強度，以確保在非正常狀況下的碰撞下保護裡邊的電池不受大力擠壓。
除了在電芯製造過程中注意和外部保護條件之外，對bms的辦理功用相同提出很高的要求。bms首要檢測電池的狀況以及電池組中各單體電池的狀況，並依據電池（組）的狀況對電池（組）進行適當的操控戰略調整，能夠接受上層操控模塊的操控信息並做出必要的響應，實現對動力電池（組）的充放電辦理以確保動力電池體系安全穩定地運行。因而功用全面的bms能夠進步動力電池在運用過程中的安全可靠性。
總結。
鋰離子動力電池的安全功能，決議了其在新能源轎車範疇的市場和未來。為了確保新能源轎車的安全，各個企業需求不斷經過改善工藝和技能進步鋰電池電芯的安全性，需求針對動力電池體系不斷進行結構優化和設計分析。別的，運用者相同需求要、正確運用動力電池體系，杜絕機械濫用、熱濫用和電濫用以確保電池的安全可靠性。