”鋰動力電池的安全問題,目前由于各領域應用數量不是很大,因此人們重視不夠,而現有的檢測方式也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展的根本。目前的近萬輛電動汽車,已有幾起發生燃燒的情況,若普及到幾百萬輛后,每年將有上千起安全事故,因此,政府和企業目前就應足夠重視鋰動力電池的安全性問題。我認為,根據鋰電池的構造原理和目前的鋰電池技術水平,只有實現‘本質安全性’才能確保鋰電池技術可以滿足未來電動車的需求。”
賽恩斯能源科技總經理李革臣教授在接受第一電動網專訪時表達了他的擔憂。他進一步解釋道:”從工作原理上講,一箱汽油比鋰電池更安全。汽油儲存在油箱中,在沒有外界氧氣和明火的情況下是安全的;而鋰電池則不同,電池的能量儲存在電池內正負極之間,正負極則浸泡在易燃的電解質溶液中,并且中間只有一層20微米厚的隔膜隔開,在沒有外界任何條件下,電池內部結構本身就具備正負極能量釋放產生熱量發生燃燒的條件。”
據李革臣教授介紹,單體大容量電池在安全性上會面臨以下幾個問題:
1、 一個體系能量內能量越大就越危險,鋰電池就是個典型的例子,同樣的材料和制作工藝下,要同時實現電池能量增大而危險性減小是不現實的。
2、 由于電流疊加原理,電池極耳附近是電流疊加的匯集點,這會使大單體電池級板的各處電流密度不均勻,進而局部溫度過高。
3、 電池在工作中,中心位置的溫度是很高的,電池體積越大,由內到外的溫度梯度就越大,內外溫差越大,因此根據熱力學第二定律,外部電池溫度相同的情況下,大容量電池的內部中心溫度會很高。
4、 電池內的化學物質反應發生變化會導致體積變化,電池體積越大,極板變形就越厲害,引起電流的不均勻變化。
”電池的工作原理就是這樣的,這就致使我們要更重視動力電池的安全,遺憾的是,現有的安全檢測方法并不能有效地檢驗鋰離子動力電池在實際應用過程中的安全性?!?
目前鋰電池行業內普遍存在安全隱患,也不完全是由于企業忽視安全性造成的。李革臣談到:”動力電池出現安全問題的概率是百萬分之一到千萬分之一。電動車還少的時候這個概率并不起眼,但車輛數量多了后就會險象環生,并且電池使用期限內時間越長安全性就越差。企業面臨的困難在于千萬分之一概率發生的問題,很難用幾十輛樣車和幾萬公里的測試進行檢驗而得出安全性結論。”在新能源車推廣過程中,若動力電池頻繁地發生安全事故,勢必對電動車的推廣造成極大負面影響。
鋰動力電池的安全性問題是世界性難題,究竟該怎么解決動力電池的安全問題,哈爾濱理工大學李革臣教授用了幾年的時間,經過上百次的試驗,取得了大量的研究數據,提出了鋰動力電池的”本質安全性”理論。
”世界上沒有絕對安全的電池,有能量就有危險,所以這里的核心觀點,就是一個‘本質安全性’的定義,這個定義我已經提出兩年了,研究的目的就是在能量越大、危險越大的前提下,把鋰電池發生危險時釋放的能量限制到一定小的范圍內,實現相對安全的技術路線。
什么是”本質安全性”?李革臣教授認為,一組電池要具備”本質安全性”,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,使其若發生燃燒爆炸,威力不足以產生嚴重后果,即使發生爆炸了也無法傷及他人。第二,最小儲能單元若發生燃燒爆炸,其爆炸能量不會引起連鎖反應,不會引起其他儲能單元爆炸。
這個定義為大容量電池走出了一條安全之路。但是,大量小電池串并聯組合帶來的阻抗不均勻的問題是世界性技術難題。賽恩斯能源科技,在小電池組合技術上,已經取得了世界領先的技術。李革臣介紹:”我們已經取得了發明專利,國內外都已經授權,用的也是國際慣用的小型圓柱形18650電芯。我們的創新產品是理論結合實踐的結果,經過兩年時間、幾百輛12M城市公交線路實際運營試驗,采用小圓柱電池制造大容量鋰動力電池路線是成功的,可以有效解決電動汽車鋰動力電池的三個關鍵性技術問題:安全性、一致性和使用壽命。”
( 編輯/辛迪嘉 )
來源:第一電動網
作者:辛迪嘉
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