鋰電池動力電池由於具備相對較高的能量密度、輸出功率等特點得到越來越廣泛的應用

2026-03-31 13:43:18 q403

新能源汽車領域,鋰電池動力電池由於具備相對較高的能量密度、shuchugonglvdengtediandedaoyuelaiyueguangfandeyingyong。danlilizidonglidianchidexingnengjishouminghuisuizhebuduandishiyongershuaijian,gengzhongyaodeshizaibutongdeshiyonghuanjingxiahuiyoubutongdezhuangkuang。biruzaihanlengdiwenxiarongyichuxianbirongliangdi、衰減嚴重等現象,高溫下存在熱失控導致自燃自爆的隱患。

  這zhe些xie潛qian在zai的de安an全quan隱yin患huan造zao成cheng新xin能neng源yuan汽qi車che消xiao費fei者zhe的de信xin心xin不bu足zu。因yin此ci對dui鋰li離li子zi動dong力li電dian池chi安an全quan性xing進jin行xing重zhong視shi並bing進jin行xing研yan究jiu改gai進jin是shi十shi分fen必bi要yao的de,有you助zhu於yu降jiang低di電dian池chi的de安an全quan隱yin患huan和he發fa生sheng事shi故gu的de頻pin率lv,減jian少shao或huo避bi免mian動dong力li電dian池chi出chu現xian安an全quan問wen題ti時shi造zao成cheng的de危wei害hai。

  簡單來說,鋰離子動力電池主要由正極、負極、隔膜、電解液、電池外殼等構成。若按正極材料來分,主要分為鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰以及鎳鈷錳酸鋰三元材料等。按電芯的結構形狀來分,主要分為圓柱和方形以及軟包這三種。

  butongcailiaoxuanzehejiegoushejidedianchiyouquediandoushifenmingxian,yincililizidonglidianchianquanyudianchicailiaoxingzhihejiegoushejiyoumiqiedeguanxi,lingwaiyudianchizhibeijishuheshiyonghuanjingjinmixiangguan。conglilizidonglidianchideshengchandaozuihoudeyingyonglaikan,yingxianglilizidonglidianchianquanxingdeyinsuguanchuanzaidianxindecailiaoxuanzeheshejishengchan、模組的集成和使用環境整個過程中。

  (1)電芯材料選擇和評估

  dianxindexingzhiheanquanzaihendachengdushangyoudianxincailiaodexuanyongjueding,ruguozaixuanyongdianxincailiaoshimeiyouduiyuancailiaojinxingshenrudepinggu,biranhuizaidiyijieduanjiuzaochengdianxinanquanxingdebuzu。

  電(dian)池(chi)的(de)比(bi)容(rong)量(liang)和(he)比(bi)能(neng)量(liang)主(zhu)要(yao)由(you)正(zheng)極(ji)材(cai)料(liao)決(jue)定(ding),更(geng)重(zhong)要(yao)的(de)是(shi)其(qi)安(an)全(quan)性(xing)受(shou)正(zheng)極(ji)材(cai)料(liao)的(de)本(ben)征(zheng)電(dian)極(ji)電(dian)勢(shi)影(ying)響(xiang),比(bi)如(ru)磷(lin)酸(suan)鐵(tie)鋰(li)和(he)三(san)元(yuan)的(de)安(an)全(quan)性(xing)差(cha)異(yi)。因(yin)此(ci)需(xu)要(yao)通(tong)過(guo)對(dui)電(dian)芯(xin)材(cai)料(liao)種(zhong)類(lei)進(jin)行(xing)選(xuan)擇(ze)和(he)元(yuan)素(su)摻(chan)雜(za)來(lai)改(gai)善(shan),盡(jin)量(liang)選(xuan)擇(ze)電(dian)位(wei)和(he)電(dian)解(jie)液(ye)電(dian)化(hua)學(xue)窗(chuang)口(kou)相(xiang)匹(pi)配(pei)的(de)、反應放熱較少的材料,用以提高電芯安全性。

  負極活性材料對安全性能的影響主要來自於鋰枝晶的生長和電解液的反應。在快充的過程中,一旦鋰離子通過SEI膜mo的de速su度du比bi鋰li沉chen積ji在zai負fu極ji上shang的de速su度du慢man,鋰li的de枝zhi晶jing會hui隨sui著zhe充chong放fang電dian循xun環huan而er不bu斷duan生sheng長chang,可ke能neng導dao致zhi內nei部bu短duan路lu而er造zao成cheng電dian解jie質zhi發fa生sheng反fan應ying以yi致zhi熱re失shi控kong。因yin此ci通tong過guo改gai善shanSEI膜的熱穩定性可以提高電芯的安全性。

  dianjieyetongchangshiyongderongjiweiyoujitansuanzhileihuahewu,tamenhuaxuexingnenghuopoqiejiyiranshao。zhengjicailiaochuyuchongdiantaishiweiqiangyanghuaxing,erchuyuqiangyanghuaxingzhuangtaixiadezhengjicailiaowendingxingyibanjiaocha,henrongyishifangchuyangqi,ertansuanzhijiyiyuyangqifanying,fangchudaliangdereheqiti。yidanchuxianreshikonghouchanshengrelianghuijinyibujiasuzhengjidefenjie,chanshenggengduodeyangqi,cujingengduofangrefanyingdejinxing。


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  電池隔膜 

  隔膜的主要作用是將電池的正、負(fu)極(ji)分(fen)隔(ge)開(kai),起(qi)到(dao)關(guan)閉(bi)和(he)阻(zu)斷(duan)通(tong)道(dao)的(de)功(gong)能(neng),可(ke)以(yi)讓(rang)鋰(li)離(li)子(zi)自(zi)由(you)通(tong)過(guo),而(er)電(dian)子(zi)不(bu)能(neng)通(tong)過(guo)。一(yi)旦(dan)隔(ge)膜(mo)出(chu)現(xian)破(po)裂(lie)等(deng)情(qing)況(kuang)將(jiang)會(hui)造(zao)成(cheng)正(zheng)負(fu)極(ji)接(jie)觸(chu)短(duan)路(lu)導(dao)致(zhi)熱(re)失(shi)控(kong),因(yin)此(ci)對(dui)隔(ge)膜(mo)的(de)機(ji)械(xie)強(qiang)度(du)、孔隙率、厚度均一性和耐溫提出了很高的要求。

  (2)結構設計和生產工藝

  lilizidonglidianchideanquanxingyeyudianchidejiegougouzaoyoujiaodaguanxi,youqidianchironglianghedaxiaoduidianchideanquanxingyouzhongyaoyingxiang。ronglianggaodedianchitongchangfangreliangjiaoda,ertijidadedianchiqisanrexiangduikunnan,relianggengrongyibeileiji,congerchuxianreshikongdegailvgengda。

  為wei保bao證zheng鋰li離li子zi電dian池chi在zai使shi用yong過guo程cheng中zhong不bu出chu現xian問wen題ti,都dou會hui在zai鋰li電dian池chi電dian池chi殼ke表biao麵mian設she置zhi安an全quan閥fa,以yi防fang內nei部bu壓ya力li過guo高gao。在zai電dian芯xin的de結jie構gou設she計ji中zhong存cun在zai很hen多duo引yin發fa內nei短duan路lu的de潛qian在zai危wei險xian部bu位wei,因yin此ci應ying該gai在zai這zhe些xie關guan鍵jian位wei置zhi設she置zhi必bi要yao的de措cuo施shi或huo者zhe絕jue緣yuan,以yi防fang止zhi在zai異yi常chang情qing況kuang下xia發fa生sheng電dian池chi內nei短duan路lu。

  電芯生產製造工藝基本步驟分為混料、塗布、輥壓、裁片、卷繞或疊層、極耳焊接、注液、封口、化成、排氣、分容等,在每一個步驟都有可能由於操作工藝不當造成電芯的安全性問題。

  zaidianxinyuancailiaojiancejieduan,ruguobuyangeanzhaobiaozhunhuoshengchanshihuanjingcha,henrongyidaozhidianxinzhonghunruzazhi,duidianchideanquanxingyouhendadeyingxiang。lingwai,dianjieyezhongruguohunrulejiaoduodeshuifen,kenengjiuhuifashengfufanyingerzengdadianchineiya,duianquanzaochengyingxiang。zaidianxindeshengchanguochengzhong,youyugongyishuipingdexianzhishidedianchijibanhoudu、微孔率、活性物質的活化程度等存在微小差別。

  這種電池內部結構上的不一致性就會使同一批次出廠的同一型號電池的電壓、容量、內阻等不可能完全一致。產品無法達到良好的一致性,都可能會對電芯的安全性帶來不利的影響。

  (3)外部環境和使用條件  

  新能源汽車在使用過程中的環境是不斷變化的,一旦發生碰撞,電池係統將承受巨大的衝擊載荷,並且可能受到擠壓、穿刺等損壞,嚴重的造成電池的燃燒、爆炸等危險。另外一方麵長期在路麵上顛簸,容易導致電池固定鬆動,造成一些機械性的傷害和連接件的鬆動導致的一些問題。

  動力電池使用環境複雜 

  電池箱外殼作為電池的第一防護層,防水等級需達到IP67。zaibuyingxiangfangshuidengjidejichushangtongshibixujubeisanrexitong,yibaozhengmibikongjianneidewendubuzhiguogao,youxiaodibaohudianchideanquanheshiyongshouming。qijiegoubixubaozhengzaidarongliangderongnakongjianjichushangmanzuzugoudeqiangdu,yibaozhengzaifeizhengchangqingkuangxiadepengzhuangxiabaohulimiandedianchibushoudalijiya。

  除了在電芯製造過程中注意和外部保護條件之外,對BMS 的管理功能同樣提出很高的要求。BMS主要檢測電池的狀態以及電池組中各單體電池的狀態,並根據電池(組)的狀態對電池(組)進行適當的控製策略調整,可以接受上層控製模塊的控製信息並做出必要的響應,實現對動力電池(組)的充放電管理以保證動力電池係統安全穩定地運行。因此功能全麵的BMS可以提高動力電池在使用過程中的安全可靠性。

  總結

  鋰li離li子zi動dong力li電dian池chi的de安an全quan性xing能neng,決jue定ding了le其qi在zai新xin能neng源yuan汽qi車che領ling域yu的de市shi場chang和he未wei來lai。為wei了le保bao證zheng新xin能neng源yuan汽qi車che的de安an全quan,各ge個ge企qi業ye需xu要yao不bu斷duan通tong過guo改gai進jin工gong藝yi和he技ji術shu提ti高gao鋰li電dian池chi電dian芯xin的de安an全quan性xing,需xu要yao針zhen對dui動dong力li電dian池chi係xi統tong不bu斷duan進jin行xing結jie構gou優you化hua和he設she計ji分fen析xi。另ling外wai,使shi用yong者zhe同tong樣yang需xu要yao要yao、正確使用動力電池係統,杜絕機械濫用、熱濫用和電濫用以保證電池的安全可靠性。 

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