微●科普:如何应对电动汽车锂电池热失控

2018年09月26日

上期新能源汽车专题中,在夏日高温天气里引发电动汽车自燃的动力电池热失控话题非常值得消费者给予关注。

那么,为了应对电池热失控,新能源车企都会采取哪些新的材料和技术呢?高温天气里,又有哪些好方法可以让你心爱的电动汽车避免“中暑”而热失控呢?

今天我们从使用高性能材料(内因)和电动汽车锂电池的正确使用(外因)两个角度探讨一下该如何防控热失控。

在今后很长一段时间里,随着电动汽车动力锂电池能量密度的日益提高,热失控风险都将呈现上升趋势。

需要更长的续航的潜台词是热稳定性更低的材料

动力电池热失控是由于电池的生热速率远高于散热速率,且热量大量累积而未及时散发出去所引起的。

第1阶段:电池内部热失控阶段

电池在80~90℃时是安全的,温度升高到90~120℃之间时 SEI 膜开始分解,释放热量,温度升高。

但是当温度达到120~130℃时保护层SEI膜遭到破坏,负极与溶剂、粘结剂反应,温度升高,隔膜融化关闭。温度继续升高至150℃之上后,内部电解质开始进行分解,继续释放热量,进一步加热电池。

第2阶段:电池鼓包阶段

电池温度达到200℃之上时,正极材料分解,释放出大量热和气体,持续升温。250-350℃嵌锂态负极开始与电解液发生反应。

第3阶段:电池热失控,爆炸失效阶段

在反应发生过程中,电解液与正极反应产生的氧气剧烈反应并进一步使电池发生热失控。

怎样防止热失控?电芯级别来讲可以从电极材料、电解质和隔膜三个主要部件的安全性改善方面下手。对模组,电池包级别来讲,就要从电池包结构设计、热管理、BMS、电气管理来着手改善提高。结构设计与热管理过程中就会用到很多泡绵产品。

锂电池包里的各种泡绵材料不仅能保护电池免受外力冲击损坏,更核心的功能就是对电池包的热量管理进行调控,保持电池包的小环境能达到“冬暖夏凉”。

拥有多项成功应用的圣戈班Norseal®密封泡绵Norbond®粘接胶带热失控防护电池组导热等方面表现突出,可以很好的防控热失控带来的恶劣后果。

Norseal®密封泡绵和Norbond®粘接胶带

针对电芯模组动力电池整包,我们提供不同级别的热失控防护材料,Norseal® TRP泡绵是一种为电池热失控提供强力保护的弹性体压缩泡绵,避免电芯的热失控扩散。Norseal®FS1000泡绵可以作为箱体四周的热失控和保温材料使用,在热失控发生时为乘客提供更多的逃生时间。

 

热失控防护

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电池组导热

电池组导热电池组导热电池组导热

不当的使用锂电池也是导致热失控的元凶。电池过充、电池过热、机械损伤都是导致电池热失控的外因。夏季太阳的威力很可怕,电动汽车更是要要做好防晒工作的。

新能源车夏日养护tips

由于电动汽车是靠电机驱动,所以电动汽车不需要机油、三滤、皮带等常规保养,只需要对驱动电池组和电机进行一些常规的检查,诸如定时对新能源车本身的电力系统进行检测、时常注意胎压监测等保养措施并保持其清洁即可。

车子要做好防晒工作,长时间暴晒带来的高温对车辆的机件和电池都是不利的,比如降低电池活性,最好选择阴凉的地方停车。

正确使用锂离子电池的注意事项

①安全使用电池,防止电池着火、爆炸等安全事故的发生要购买正规厂家生产的正规、安全电池。

②使电池处在良好的通风、散热环境中,保证电池工作时的温度不超过电池内部电化学反应等的温度。如果发现电池温度过高,则要想办法为电池降温或必要时暂停使用电池,以保证安全。

③充电时要用与电池配套的充电设备,按规定充电,防止电池发生过充现象。一旦过充立即停止充电。

④要保证正确使用电池不要用尖锐或重物撞击电池,可以在保证电池良好的通风、散热等的条件下在电池外部加保护罩,防止电池外部损伤而导致安全事故。