1鋰電安全性根因

電池內部在過溫和過壓情況下出現許多放熱副反應,繼而形成熱量正反饋,從而出現熱失控,出現高溫和大量可燃氣體,繼而燃燒。

電池外部在機械\電\熱激源等刺激下會引發熱的情形,從而引發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部短路、析鋰、高溫、體積變化等原因致起火爆炸發生。使我們也認識到,電芯選擇磷酸鐵鋰并不能萬無一失。所以,在鋰離子電池的設計應用中應該從電芯+PACK+BMS+系統+云計算/大數據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:優選磷酸鐵鋰,熱失控溫度點高,產熱速率慢、產熱總量少,從根本上保障安全性的幾率極高;

2電芯結構安全設計:在機械結構和涂層層面優化設計,可抑制熱失控的發生。

機械結構:外短路及過充電濫用,通過fuse,OSD等機械結構及時切斷,抑制溫度上升,阻止連鎖反應至熱失控;

功能涂層(化學保護):發生內短路,機械結構不起用途,功能涂層抑制隔離膜收縮,防止大面積短路。

3電池模塊PACK安全設計:電池模塊PACK設計整體從2層4點出發。比如:

激光焊規避螺釘松脫風險;

多溫度傳感器確保模塊內溫、電壓等實時監控;

夾緊力保證結構穩定性;

絕緣保護板保護正負端子;

塑膠絕緣支架,保證電芯間絕緣和結構強度;

電芯表面絕緣膜包覆,保證電芯與外部絕緣力。4BMS安全設計:三級BMS架構,常規V、I、T采樣檢測、均衡、閾值告警保護+內短路算法+內溫估計算法+析鋰估計算法,確保電芯不出現熱失控。5系統安全設計:

智能電池控制系統,做到單組電壓、電流、功率可控,防止出現偏流、環流情況;

機柜級消防系統，做到熱失控快速抑制，精準、高效、環保。6AI智能安全保證:關鍵數據上傳至云端,實時監控電池狀態,通過橫向縱向比較+數據庫+安全算法分析,提前進行月/天級安全預警。