車用鋰動力電池系統的安全性剖析

中國“十二五”規劃大力支持以電動車為主的新能源汽車新興產業。然而以熱失控為特征的鋰電池系統的安全性事故時有發生，困擾著電動車的發展。動力電池安全性事故的常見形式及成因有哪些？又該采取怎么樣的防范措施？

1.動力電池安全性問題

鋰離子動力電池事故主要表現為因熱失控帶來的起火燃燒。如表1和圖1所示。

圖1近年來部分鋰離子動力電池事故

鋰離子動力電池系統安全性問題表現為3個層次（圖2）。

1）電池系統安全性的“演化”。即電池系統長期老化——“演變”（事故1、2、3、5、7）和突發事件造成電池系統損壞——“突變”（事故4、6）。

2）“觸發”——鋰離子動力電池從正常工作到發生熱失控與起火燃燒的轉折點。

3）“擴展”——熱失控帶來的向周圍傳播的次生危害。

圖2動力電池系統安全性問題的層次

2.動力電池安全性演化

2.1“演變”與“突變”

電池系統長期老化帶來的可靠性降低，演變耗時長，可以通過測試電池系統的老化程度來評估電池系統安全性的變化；相比而言安全性突變難以預測，但是可以通過既有事故的形式來改進電池系統的設計。

2.2安全性演變機理

電池系統任何部件的老化都可能帶來安全事故的觸發，如事故1、7。除此之外，電池本身的安全性演變主要表現為內短路的發展。電池內部的金屬枝晶生長是造成內短路的主要原由之一。值得一提的是，老化電池的能量密度降低，熱失控造成的危害可能會降低；另一方面老化電池更容易發生熱失控。

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