專屬新能源電池的安全防護(hù)——鋰電池安全防護(hù)解決方案
發(fā)布時(shí)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(guān)于電化學(xué)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(shù)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(hù)領(lǐng)域的推廣應(yīng)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(fù)極材料中帶電電子運(yùn)動能力變差，活性降低，導(dǎo)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(dǎo)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(gè)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(yīng)，輕則電池破損，重則車毀人亡。因此，對鋰電池進(jìn)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?zé)崾Э刂饕獜膬煞矫姹Ｕ习踩?/span>
一方面預(yù)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(hù)材料，在發(fā)生熱失控時(shí)，將其限制在某一區(qū)域內(nèi)，將事故嚴(yán)重程度降至最低限度。
有機(jī)功能材料研究所聚合物納米陶瓷復(fù)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(hù)現(xiàn)已形成整體解決方案。采用經(jīng)處理后的阻燃?xì)饽z片材置于電芯之間，輔助定向?qū)岵牧?，?shí)現(xiàn)“冷時(shí)保溫，熱時(shí)散熱，火時(shí)隔火”，真正滿足鋰電池?zé)峁芾砑案魺岱阑鹦枨蟆?/span>
氣凝膠阻燃片材
通過涂層封裝氣凝膠片材，同時(shí)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(dǎo)熱系數(shù)隨溫度升高緩慢，高于600℃溫度，導(dǎo)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(dǎo)率、高輻射涂料，與氣凝膠片材復(fù)合形成三明治結(jié)構(gòu)，使其在鋰電池發(fā)生熱失控時(shí)依舊具有高效的隔熱性能，延緩電池?zé)崾Э貍鬟f。
高 效 定 向 導(dǎo) 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(fèi)，本創(chuàng)新中心提出一種構(gòu)想，配合相變材料進(jìn)行蓄熱。通過定向?qū)岱绞絻Υ驿囯姵剡\(yùn)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(jìn)行處理，雙管齊下，保障冬季鋰電池續(xù)航能力。
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