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實現(xiàn)“本質(zhì)安全性”才能有效消除鋰電池安全隱患

作者:李革臣  
評論: 更新日期:2014年08月19日

     鋰動力電池的現(xiàn)有檢測方式不足以檢測出電池的潛在安全問題,而安全的電池才是保障新能源汽車發(fā)展的根本。筆者認(rèn)為:只有實現(xiàn)“本質(zhì)安全性”才能確保鋰電池技術(shù)可以滿足未來電動車的需求。鋰電池所面臨的安全性問題鋰電池的電池能量儲存在電池內(nèi)正負(fù)極之間,正負(fù)極則浸泡在易燃的電解質(zhì)溶液中,中間只有一層20微米厚的隔膜隔開,在沒有外界任何條件下,電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)本身就具備正負(fù)極能量釋放產(chǎn)生熱量發(fā)生燃燒的條件。
        單體大容量電池在安全性上會面臨以下幾個問題:
        一個體系能量內(nèi)能量越大就越危險,鋰電池就是個典型的例子。
        同樣的材料和制作工藝下,要同時實現(xiàn)電池能量增大而危險性減小是不現(xiàn)實的。
        由于電流疊加原理,電池極耳附近是電流疊加的匯集點,這會使大單體電池極板的各處電流密度不均勻,進(jìn)而局部溫度過高。
        電池在工作中時,中心位置的溫度很高,電池體積越大,由內(nèi)到外的溫度梯度就越大,內(nèi)外溫差也目前,鋰電池行業(yè)內(nèi)普遍存在安全隱患,若動力電池頻繁發(fā)生安全事故,勢必對
        電動車的推廣造成極大的負(fù)面影響。
        越大。因此根據(jù)熱力學(xué)第二定律,外部電池溫度相同的情況下,大容量電池的內(nèi)部中心溫度會很高。
        電池內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)發(fā)生變化會導(dǎo)致體積變化,電池體積越大,極板變形就越厲害,引起電流的不均勻變化。
        目前, 鋰電池行業(yè)內(nèi)普遍存在安全隱患。動力電池出現(xiàn)安全問題的概率是百萬分之一到千萬分之一。在電動車數(shù)量還少的當(dāng)下這個概率并不起眼,但當(dāng)車輛基數(shù)增多后就會險象環(huán)生。并且電池使用期限內(nèi)時間越長安全性就越差。
        企業(yè)面臨的困難在于:千萬分之一的發(fā)生問題概率,很難用幾十輛樣車和幾萬公里的測試進(jìn)行檢驗而得出安全性結(jié)論。在新能源車推廣過程中,若動力電池頻繁地發(fā)生安全事故,勢必對電動車的推廣造成極大負(fù)面影響。
        “本質(zhì)安全性”理論解難題筆者經(jīng)過幾年的研究與試驗,提出了鋰動力電池的“ 本質(zhì)安全性”理論。
        這一理論的核心觀點, 就是“本質(zhì)安全性”的定義。其研究目的在于在能量越大、危險越大的前提下,把鋰電池發(fā)生危險時釋放的能量限制到一定小的范圍內(nèi),實現(xiàn)相對安全的技術(shù)路線。
        一組電池要具備“ 本質(zhì)安全性”,需滿足兩個條件:第一,限制最小儲能單元(單體電芯)的能量儲量,使其若發(fā)生燃燒爆炸,威力不足以產(chǎn)生嚴(yán)重后果;第二,最小儲能單元若發(fā)生燃燒爆炸,其爆炸能量不會引起連鎖反應(yīng),不會引起其他儲能單元爆炸。
        但是,大量小電池串并聯(lián)組合帶來的阻抗不均勻問題是世界性技術(shù)難題。而賽恩斯能源科技在小電池組合技術(shù)上所采用的小圓柱電池制造大容量鋰動力電池路線,已經(jīng)取得了發(fā)明專利,國內(nèi)外都已經(jīng)授權(quán)。
        賽恩斯的這一創(chuàng)新產(chǎn)品經(jīng)過兩年時間、在幾百輛12米城市公交線路實際運(yùn)營試驗,已證明是成功的,可以有效解決電動汽車鋰動力電池的三個關(guān)鍵性技術(shù)問題:安全性、一致性和使用壽命。
 

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