1鋰電安全性根因

電池內(nèi)部在過溫和過壓情況下出現(xiàn)許多放熱副反應(yīng),繼而形成熱量正反饋,從而出現(xiàn)熱失控,出現(xiàn)高溫和大量可燃?xì)怏w,繼而燃燒。

電池外部在機(jī)械\電\熱激源等刺激下會引發(fā)熱的情形,從而引發(fā)鋰離子電池熱失控的潛在危害(見圖8)。

2鋰電安全性保障

從近幾年鋰離子電池起火事故中可歸納為內(nèi)部短路、析鋰、高溫、體積變化等原因致起火爆炸發(fā)生。使我們也認(rèn)識到,電芯選擇磷酸鐵鋰并不能萬無一失。所以,在鋰離子電池的設(shè)計應(yīng)用中應(yīng)該從電芯+PACK+BMS+系統(tǒng)+云計算/大數(shù)據(jù)等多層面保障鋰離子電池安全才能將鋰離子電池的熱失控起火事故控制在最低限度(見圖9)。

1電芯材料體系的選擇:優(yōu)選磷酸鐵鋰,熱失控溫度點(diǎn)高,產(chǎn)熱速率慢、產(chǎn)熱總量少,從根本上保障安全性的幾率極高;

2電芯結(jié)構(gòu)安全設(shè)計:在機(jī)械結(jié)構(gòu)和涂層層面優(yōu)化設(shè)計,可抑制熱失控的發(fā)生。

機(jī)械結(jié)構(gòu):外短路及過充電濫用,通過fuse,OSD等機(jī)械結(jié)構(gòu)及時切斷,抑制溫度上升,阻止連鎖反應(yīng)至熱失控;

功能涂層(化學(xué)保護(hù)):發(fā)生內(nèi)短路,機(jī)械結(jié)構(gòu)不起用途,功能涂層抑制隔離膜收縮,防止大面積短路。

3電池模塊PACK安全設(shè)計:電池模塊PACK設(shè)計整體從2層4點(diǎn)出發(fā)。比如:

激光焊規(guī)避螺釘松脫風(fēng)險;

多溫度傳感器確保模塊內(nèi)溫、電壓等實時監(jiān)控;

夾緊力保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性;

絕緣保護(hù)板保護(hù)正負(fù)端子;

塑膠絕緣支架,保證電芯間絕緣和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度;

電芯表面絕緣膜包覆,保證電芯與外部絕緣力。4BMS安全設(shè)計:三級BMS架構(gòu),常規(guī)V、I、T采樣檢測、均衡、閾值告警保護(hù)+內(nèi)短路算法+內(nèi)溫估計算法+析鋰估計算法,確保電芯不出現(xiàn)熱失控。5系統(tǒng)安全設(shè)計:

智能電池控制系統(tǒng),做到單組電壓、電流、功率可控,防止出現(xiàn)偏流、環(huán)流情況;

機(jī)柜級消防系統(tǒng)，做到熱失控快速抑制，精準(zhǔn)、高效、環(huán)保。6AI智能安全保證:關(guān)鍵數(shù)據(jù)上傳至云端,實時監(jiān)控電池狀態(tài),通過橫向縱向比較+數(shù)據(jù)庫+安全算法分析,提前進(jìn)行月/天級安全預(yù)警。