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    新聞中心江蘇紅東科技研發的處于世界領先地位的石墨烯屬自主知識產權,填補了中國該類產品民族工業的空白。

    電池安全:如何應對鋰電熱失控?

    瀏覽量:541  發布時間:2019-09-20

    關于電動汽車起火事件的新聞層出不窮。什么原因導致電動汽車起火現象頻發?

    電動汽車最為關鍵的部件之一,屬于動力電池,隨著動力電池密度的不斷提高,續航里程不斷的增加,越來越多的人關心動力電池的安全,目前應用于純電動汽車的動力電池主要有磷酸鐵鋰與三元鋰兩種,動力電池在車輛的工作過程中,電能一部分轉變為化學能,還用一部分轉變為熱能和其他能量。充電電池發熱屬于正?,F象,但是涉及電池安全,如何應對急劇攀升的電池溫度?

    電池因為其產品的特殊性,對于使用和管理都有著非常嚴格的要求。由于過高或過低的溫度都將直接影響動力電池的使用壽命和性能,并有可能導致電池系統的安全問題,并且電池箱內溫度場的長久不均勻分布將造成各電池模塊、單體間性能的不均衡。

    因此,為了避免出現熱失控,目前動力電池在電池的構造工藝上面來對電池的熱失控進行設計,就像我們所知道的,目前動力電池有熱管理系統,這套裝置包括通風,冷卻等等系統,其次在電池電芯設計上面通過諸如熱控制技術(PTC 電極)、正負極表面陶瓷涂層、過充保護添加劑、電壓敏感隔膜以及阻燃性電解液等等技術的綜合性應用來無限改善單體電芯的安全性能。

    但是這些措施終究是防護措施,如何從源頭來控制電池的溫升,電池內熱傳遞方式主要有熱傳導、對流換熱和輻射換熱3種方式。

    1、電池和環境交換的熱量也是通過輻射、傳導和對流3種方式進行的。熱輻射主要發生在電池表面,與電池表面材料的性質相關。


    2、熱傳導是指物質與物體直接接觸而產生的熱傳遞。電池內部的電極、電解液、集流體等都是熱傳導介質,而將電池作為整體,電池和環境界面層的溫度和環境熱傳導性質決定了環境中的熱傳導。


    3、熱對流是指電池表面的熱量通過環境介質(一般為流體)的流動交換熱量,它也和溫差成正比。


    對于單體電池內部而言,熱輻射和熱對流的影響很小,熱量的傳遞主要是由熱傳導決定的。電池自身吸熱的大小與其材料的比熱容有關,比熱容越大,散熱越多,電池的溫升越小。如果散熱量大于或等于產生的熱量,則電池溫度不會升高。如果散熱量小于所產生的熱量,熱量將會在電池體內產生熱積累,電池溫度升高。


    紅東的解決方案是采用高純度石墨烯漿料作為電池正極材料的添加劑,石墨烯具有高導熱性和導電性,使得改性電池具有超低內阻,在高功率環境下,降低了電荷傳輸過程的發熱量從而降低電池的工作溫度,電池更加安全。

    正極加入高純度石墨烯漿料的磷酸鐵鋰電池倍率充電溫度曲線


    正極加入高純度石墨烯漿料的磷酸鐵鋰電池倍率充電溫度曲線

    穿刺試驗不起火、不爆炸

    電池正極材料中添加石墨烯的鋰電池,在穿刺試驗時,由于石墨烯對活性物質具有很好的包覆,可阻隔延緩氧化過程;同時使正極涂層具有高導熱性,發熱點的溫度能夠迅速擴散,使其最高溫度達不到燃點,從而不會起火。

    磷酸鐵鋰電池穿刺后的狀態


    其次對于動力電池來說的話,建立起一套安全強制的標準和規范,這樣的話對于電池安全來說,可以達到可控可防的要求,整個電動汽車熱管理行業正處于爆發與變革的前夕。


    伴隨著動力電池熱管理方案不斷地創新升級,整體行業技術也在不斷的提高,紅東愿攜手各電池廠家共同面對難題,提供成熟技術協助電池廠商在電池熱管理和安全性上再上一個臺階。



    內容來源: 江蘇紅東科技有限公司

    本文網址: http://www.giswj.com/companynews/155.html

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