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    鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源

    最安全的鋰電池能做到哪種地步?

    2021-02-23 ryder

    車上使用的鋰電池都是由正極、負極、隔膜、電解液幾大部分組成,電池的正極、負極、隔膜緊緊的貼合在一起,通過卷繞或者疊片的方式放入電池外殼之中,最后再注入電解液。


    在針刺實驗中,當鎢針刺入電池后,每一層的正負極和隔膜會被逐一刺穿,這時電池內部會發生短路,在第一階段,鎢針刺破處溫度會緩慢上升,此時受熱的隔膜會封閉膜上的微孔,還會收縮變形將鎢針包裹,使得正負極之間不再接觸,內短路反應逐漸終止。


    但倘若溫度上升過快,則會導致隔膜筆直被熔解,整個反應會進入第二階段,反應迅速加快,溫度攀升,電解液受高溫沸騰、壓力升高,電池失控爆燃。


    依據正極材料的不同,三元鋰正極相比磷酸鐵鋰正極,受熱后穩定性更差,在初期內短路放熱后,三元鋰正極會受熱分析,釋放氧氣,加速反應進行,跳過針刺第一階段進入第二階段,內部急速升溫,最終發生爆燃。


    刀片電池使用的磷酸鐵鋰正極,穩定性好,受熱也不會釋放氧氣。同時,整個電池長而薄,電池內部呈疊片式,正負極和隔膜交替疊放在一起,隔膜呈Z字形,回路長、空間大,留出了更多的散熱空間,這就使得刀片電池被穿刺后內部化學反應速率低,在內短路第一階段反應就已終止,因此溫度惟有極小幅度的升高。


    目前,很多電池都無法通過針刺實驗,在這種最危險的內短路情況下不能保證安全,電動車在極端條件下的安全問題就無法處理,消費者用車始終就會有疑慮。現階段,大家都在追求電池能量密度,但是過高的能量密度一定會影響安全性和穩定性,將來的趨勢,一定是在保證安全性的基礎下,合理提升能量密度。而通過創新性的處理辦法,兼顧能量密度和安全性的比亞迪刀片電池,能否掀起一次新能源行業的變革呢?

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