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專屬新能源電池的安全防護——“氣凝膠”系列外套！
發(fā)布時間：2022-08-20
2022年05月，新能源汽車銷量為36萬輛；同比增長率為92.51%。隨著購車補貼的增多，未來還會有更多的消費者投入到新能源的懷抱！


鋰電池使用現(xiàn)狀
USAGE STATUS
隨著新能源電動汽車的增多，對核心組件——鋰電池的安全問題也不容忽視。據(jù)國家應(yīng)急管理部消防救援局給出的數(shù)據(jù)顯示，2022年第一季度，國內(nèi)接報的新能源汽車火災(zāi)共計有640起。相比去年同期，上升了32%，高于交通工具火災(zāi)8.8%的平均增幅。這些火災(zāi)最大的誘因便是電池?zé)崾Э亍?



一般鋰電池工作溫度為-20℃~45℃，還有一些寬溫型電池，工作溫度可在-40℃~60℃，甚至更低或更高，但在實際使用過程中，存在較多原因可能導(dǎo)致鋰電池發(fā)生熱失控，進而引發(fā)火災(zāi)。



長期處于高溫時，鋰電池化學(xué)反應(yīng)活性增強，副反應(yīng)也增強，老化過程加劇，容易導(dǎo)致正負(fù)極材料溶解等問題；長期處于低溫不進行調(diào)整，極易出現(xiàn)負(fù)極析鋰問題，進而形成鋰單質(zhì)堆積，造成內(nèi)部短路出現(xiàn)熱失控。因此對鋰電池進行熱管理防護措施十分有必要。通常從兩方面保障安全，一種是優(yōu)化布局，遏制熱失控誘因出現(xiàn)概率，這考驗企業(yè)的綜合能力；另一種是尋找防護材料，限制熱失控時事故蔓延時間及區(qū)域，這也是主流選擇。

2021年1月1日正式施行的《電動汽車用動力蓄電池安全性要求》中將鋰電池系統(tǒng)安全作為考核重點，并新增系統(tǒng)熱擴散測試，要求電池單體發(fā)生熱失控后，電池系統(tǒng)在5分鐘內(nèi)不起火不爆炸，對電池模組熱失控時的防火、隔熱性能提出了新要求。在此前，2020年6月由比亞迪、億緯鋰能等鋰電池企業(yè)參編的《鋰離子動力電池用氣凝膠隔熱片》標(biāo)準(zhǔn)的推出，指明氣凝膠材料可作為新能源汽車電池?zé)峁芾聿牧系拈_發(fā)方向，破局出新！

解決方案
SOLUTION
在新能源汽車電池高體積能量密度大發(fā)展趨勢下，氣凝膠作為隔熱材料應(yīng)用于電芯狹窄空間的隔熱，具有突出優(yōu)勢。本創(chuàng)新中心圍繞氣凝膠+鋰電池形成全方面的防護解決方案，首先采用經(jīng)防火處理的氣凝膠隔熱材料置于各電池單體間（方型、圓柱型或軟包皆可），輔以導(dǎo)熱材料，既能預(yù)前輔助熱管理，還能熱失控時減緩火勢蔓延，真正實現(xiàn)“冷時保溫，熱時散熱，火時阻火”功能，為新能源保駕護航。



氣凝膠阻燃片材
通過涂層封裝氣凝膠片材，不僅可解決塑封不阻燃問題，還能解決掉粉問題。在低于600℃的環(huán)境中，氣凝膠導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度升高緩慢，但高于此溫度時，導(dǎo)熱系數(shù)升高較快。因此，本創(chuàng)新中心還研發(fā)一種高溫低熱導(dǎo)率、高輻射涂料，與氣凝膠片材配合形成夾層結(jié)構(gòu)，使其在熱失控時依舊具有高效的隔熱性能，延緩熱蔓延。


高效定向?qū)?/strong>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)部溫度快速釋放（圖6），通過搭建模擬試驗臺，即在熱源照射下，間隔一段距離放置樣板，面向熱源面覆上隔熱散熱材料，另一面以紅外熱像儀進行測試



通過紅外熱像儀所得溫度及圖像，可明顯看出隔熱散熱復(fù)合體系降溫更快，比純隔熱材料溫度還要低，而厚度也是十分的薄，非常適合在狹窄空間內(nèi)的隔熱散熱需求。



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