比亞迪劉衛平：三元鋰離子電池的安全性研究
2020年01月03日 9:11 19981次瀏覽 來源： 同花順財經 分類： 鋰
近日，劉衛平表示：“通過對電池針刺過程的研究，分析針刺過程中熱失控發生機理和影響因素，是提高鋰離子電池安全性的一個重要方向。”
伴隨著汽車新四化的發展，高容量、低成本、長壽命、安全環保的鋰離子電池成為新能源汽車動力電池的首選。然而，鋰離子電池主要由活性電極材料和易燃電解液組成，在濫用條件下極易引發電池自放熱引發熱失控，從而釀成安全事故，嚴重危害用戶的生命財產安全，因此如何保證鋰離子電池安全使用成為了電池研究中的熱點問題。
在12月28日上午舉行的“創新材料與智能制造專場”中，比亞迪CTO劉衛平針對三元鋰電池容易發生熱失控這一問題，帶來《三元鋰離子電池的安全性研究》的主題演講。
比亞迪CTO劉衛平
劉衛平表示：“針刺過程是使用金屬針狀物刺穿并貫穿電池本體，引發電池內短路，觀察并測量電池的各種指標變化，包括電池是否出現冒煙、燃燒甚至爆炸等危險情況；對于針刺所引發的安全事故，具有機理不清晰和可重復性差的問題，通過對電池針刺過程的研究，分析針刺過程中熱失控發生機理和影響因素，是提高鋰離子電池安全性的一個重要方向。”
隨后，他通過創建模型，對熱失控第一階段進行仿真，對短路深度對電池溫度的影響、距短路處距離與電池溫度關系、短路橫截面積對電池溫度的影響進行了剖析。
在對熱失控第二階段進行仿真時，從電池表面溫升變化、活性材料分解與轉化率、副反應中活性物質產熱、熱失控條件下正負極材料分解放出的熱、正極分解產生的O2與易燃物反應產生的熱量進行分析。
他還對熱失控不同反應階段熱量進行對比。
最后，他得出結論：
1、刺穿隔膜+正極模式的短路產生的熱量遠高于僅刺穿隔膜產生的熱量，原因是刺穿隔膜+正極模式短路的電阻更小，產生熱量更多。
2、在鋰離子電池針刺濫用過程中，電池短路焦耳熱是熱失控發生的起因，后續產生的熱量主要來自電池內部活性材料在高溫下的副反應所產生的熱量，會使電池溫度達到最高(仿真結果中出現兩個波峰)。
3、一定范圍內，短路橫截面積越大，電阻越小，產生的短路電流越大，溫度越高。
4、熱失控副反應開始順序為：SEI膜分解→負極材料與電解液反應→正極材料與電解液反應→電解液反應，且很多副反應區間存在重疊，同時發生。
來源: 動力電池網
責任編輯：周大偉
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