專屬新能源電池的安全防護——鋰電池安全防護解決方案
發(fā)布時間：2022-09-07
在今年兩會上，全國人大代表、樂山太陽能研究院院長姜希猛提出了“關于電化學儲能系統(tǒng)安全、高質(zhì)量發(fā)展”的建議。在充分發(fā)揮新材料和新技術的作用方面，特別提出充分發(fā)揮氣凝膠的隔熱防火功能，加速氣凝膠在鋰電池安全防護領域的推廣應用。
隨著動力鋰電池需求量增多，其安全性能也成為鋰電池首要問題。如何提高電池安全性，確保乘客的生命安全，儼然已成為重中之重！
鋰 電 池 存 在 安 全 隱 患
目前新能源電動車主要使用磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池。磷酸鐵鋰電池在低溫環(huán)境下，正負極材料中帶電電子運動能力變差，活性降低，導致可發(fā)生移動的鋰離子數(shù)量減少，電池容量和續(xù)航均降低。而三元鋰電池由于結(jié)構(gòu)問題，對氧的束縛力很低，導致其活性較高，熱穩(wěn)定性較差，單體電池出現(xiàn)熱失控，將會影響整個電池組系統(tǒng)的穩(wěn)定性，一旦出現(xiàn)，如同多米諾骨牌效應，輕則電池破損，重則車毀人亡。因此，對鋰電池進行有效的熱管理以及控制熱失控是安全的重中之重。
解 決 方 案
鋰電池熱失控主要從兩方面保障安全。
一方面預防：通過優(yōu)化鋰電池的整體系統(tǒng)布局，降低引發(fā)熱失控誘因的概率。
一方面遏制：通過防護材料，在發(fā)生熱失控時，將其限制在某一區(qū)域內(nèi)，將事故嚴重程度降至最低限度。
有機功能材料研究所聚合物納米陶瓷復合材料創(chuàng)新中心（下稱創(chuàng)新中心）潛心研究氣凝膠材料，針對目前鋰電池防護現(xiàn)已形成整體解決方案。采用經(jīng)處理后的阻燃氣凝膠片材置于電芯之間，輔助定向?qū)岵牧希瑢崿F(xiàn)“冷時保溫，熱時散熱，火時隔火”，真正滿足鋰電池熱管理及隔熱防火需求。
氣凝膠阻燃片材
通過涂層封裝氣凝膠片材，同時解決現(xiàn)有氣凝膠隔熱片塑封不阻燃及掉粉問題。
氣凝膠材料在低于600℃的環(huán)境中，導熱系數(shù)隨溫度升高緩慢，高于600℃溫度，導熱系數(shù)上升速率較快。本創(chuàng)新中心針對以上問題，研發(fā)出一種高溫低熱導率、高輻射涂料，與氣凝膠片材復合形成三明治結(jié)構(gòu)，使其在鋰電池發(fā)生熱失控時依舊具有高效的隔熱性能，延緩電池熱失控傳遞。
高 效 定 向 導 熱
將氣凝膠阻燃片材與散熱材料相結(jié)合，形成定向?qū)嵘狍w系，將內(nèi)部溫度快速集中釋放。
蓄熱保溫，節(jié)能減排
通過傳熱材料可將熱量高效定向?qū)С觯瑸橘N合雙碳理念，避免熱量浪費，本創(chuàng)新中心提出一種構(gòu)想，配合相變材料進行蓄熱。通過定向?qū)岱绞絻Υ驿囯姵剡\行過程中產(chǎn)生的熱量，在冬季將熱量釋放。配合氣凝膠涂料，對整體電池包進行處理，雙管齊下，保障冬季鋰電池續(xù)航能力。
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