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鋰電池安全性有待提高
來(lái)源:搜狐博客 日期:2011-4-15 作者: 點(diǎn)擊:

最近杭州一輛電動(dòng)出租車燃燒起火,最終燒毀。這個(gè)事件引發(fā)了人們對(duì)電動(dòng)車安全性的憂慮。

我不是電池專家,這里只是給大家提供一些參考資料。

鋰動(dòng)力電池的安全性問(wèn)題是世界性難題,這個(gè)問(wèn)題還不能說(shuō)就已經(jīng)解決了。

第二十五屆世界新能源汽車大會(huì)期間,比克電池有限公司首席技術(shù)官毛煥宇和湖南科力遠(yuǎn)新能源公司首席科學(xué)家宋立發(fā)認(rèn)為鋰電池的安全性仍有待提高。鋰電池起火、燃燒甚至爆炸的隱患目前仍無(wú)法完全消除。車輛發(fā)生碰撞可能導(dǎo)致電池正負(fù)極材料沖破隔膜,剎車時(shí)能量快速回充至電池時(shí)瞬間的超高電流等原因都會(huì)導(dǎo)致電池發(fā)生短路、溫度升高,引起燃燒甚至爆炸。起火的原因是碰撞、短路導(dǎo)致鋰離子析出,與空氣接觸會(huì)發(fā)生起火、燃燒。另外,鋰離子電池的電解液是有機(jī)電解液,這些物質(zhì)與空氣接觸后更容易起火燃燒。 電動(dòng)汽車剎車時(shí)能量回收時(shí)的電流可以高達(dá)250-300安培,超高電量如果不能分流,很容易引起短路。

賽恩斯能源科技總經(jīng)理李革臣認(rèn)為:“從工作原理上講,一箱汽油比鋰電池更安全。汽油儲(chǔ)存在油箱中,在沒(méi)有外界氧氣和明火的情況下是安全的;而鋰電池則不同,電池的能量?jī)?chǔ)存在電池內(nèi)正負(fù)極之間,正負(fù)極則浸泡在易燃的電解質(zhì)溶液中,并且中間只有一層20微米厚的隔膜隔開(kāi),在沒(méi)有外界任何條件下,電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)本身就具備正負(fù)極能量釋放產(chǎn)生熱量發(fā)生燃燒的條件。”

據(jù)李革臣教授介紹,單體大容量電池在安全性上會(huì)面臨以下幾個(gè)問(wèn)題:

1、 一個(gè)體系能量?jī)?nèi)能量越大就越危險(xiǎn),鋰電池就是個(gè)典型的例子,同樣的材料和制作工藝下,要同時(shí)實(shí)現(xiàn)電池能量增大而危險(xiǎn)性減小是不現(xiàn)實(shí)的。

2、 由于電流疊加原理,電池極耳附近是電流疊加的匯集點(diǎn),這會(huì)使大單體電池級(jí)板的各處電流密度不均勻,進(jìn)而局部溫度過(guò)高。

3、 電池在工作中,中心位置的溫度是很高的,電池體積越大,由內(nèi)到外的溫度梯度就越大,內(nèi)外溫差越大,因此根據(jù)熱力學(xué)第二定律,外部電池溫度相同的情況下,大容量電池的內(nèi)部中心溫度會(huì)很高。

4、 電池內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)發(fā)生變化會(huì)導(dǎo)致體積變化,電池體積越大,極板變形就越厲害,引起電流的不均勻變化。

“電池的工作原理就是這樣的,這就致使我們要更重視動(dòng)力電池的安全,遺憾的是,現(xiàn)有的安全檢測(cè)方法并不能有效地檢驗(yàn)鋰離子動(dòng)力電池在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中的安全性。”

李革臣認(rèn)為:“動(dòng)力電池出現(xiàn)安全問(wèn)題的概率是百萬(wàn)分之一到千萬(wàn)分之 一。電動(dòng)車還少的時(shí)候這個(gè)概率并不起眼,但車輛數(shù)量多了后就會(huì)險(xiǎn)象環(huán)生,并且電池使用期限內(nèi)時(shí)間越長(zhǎng)安全性就越差。企業(yè)面臨的困難在于千萬(wàn)分之一概率發(fā)生的問(wèn)題,很難用幾十輛樣車和幾萬(wàn)公里的測(cè)試進(jìn)行檢驗(yàn)而得出安全性結(jié)論。”在新能源車推廣過(guò)程中,若動(dòng)力電池頻繁地發(fā)生安全事故,勢(shì)必對(duì)電動(dòng)車的推廣造成極 大負(fù)面影響。

曹建華先生認(rèn)為:我的專業(yè)是高能材料和核武器,我對(duì)爆炸有自己的理解,高的能量就意味著不安全,我們鋰電池一直不斷地追求高的能量,也就意味著更不安全,好比一顆炸彈,炸藥裝的炸彈越多意味著爆炸的威力更大,但是我們看到現(xiàn)在炸彈其實(shí)很安全,我們?cè)趥}(cāng)庫(kù)里面放了十年、二十年也不會(huì)炸,制造過(guò)程當(dāng)中也不會(huì)炸。只有在我們需要它炸的時(shí)候才會(huì)一定會(huì)炸,這是一個(gè)高的可靠性的要求。我們做電池也是一樣的,相當(dāng)于能量越高爆炸威力會(huì)越大,但是威力越大并不意味著它一定會(huì)炸,這只是一個(gè)概率的問(wèn)題。我們所要做的工作就是不斷建立這種概率,希望從1PPM、PPPM或者是BM,1BM、1BBM,我們了鋰電池離不開(kāi)它,需要我們從材料到電池的設(shè)計(jì)、制造,以及鋰電池的運(yùn)行,包括了這 個(gè)管理系統(tǒng)去克服一系列的困難,來(lái)實(shí)現(xiàn)他的安全性。我們需要的就是一個(gè)從原材料、設(shè)計(jì)、制造到運(yùn)行管理,整個(gè)一套系統(tǒng)的東西來(lái)建立它的不安全的概念。
 

我個(gè)人認(rèn)為動(dòng)力電池從材料、從設(shè)計(jì)、從制造來(lái)看,這些問(wèn)題已經(jīng)基本上解決了,安全性可能在一般的情況下不是一個(gè)問(wèn)題了。為什么今天還把它作為一個(gè)議題來(lái)討論呢?因?yàn)樯亲顚氋F的,即使是非常小的概率的事件也是不可接受的。我們說(shuō)得更準(zhǔn)確一些,對(duì)于動(dòng)力電池的安全性的問(wèn)題,如何避免大規(guī)模生產(chǎn)以后不出現(xiàn)有危險(xiǎn)的電池,我覺(jué)得這樣可能更加準(zhǔn)確一些。怎么樣解決這個(gè)問(wèn)題?在一般的技術(shù)設(shè)計(jì)問(wèn)題解決以后,實(shí)際上是一個(gè)過(guò)程的問(wèn)題,生產(chǎn)質(zhì)量過(guò)程管理的問(wèn)題,最近大家不再抱怨小型鋰電的問(wèn)題了,說(shuō)話在業(yè)界、技術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)解決了,對(duì)于動(dòng)力電 池的問(wèn)題我相信只要這個(gè)問(wèn)題通過(guò)一段時(shí)間學(xué)習(xí)的積累,這個(gè)問(wèn)題也是一定能夠解決的。但是我們的確要非常地重視它,在真正的產(chǎn)業(yè)化、規(guī);院螅绻霈F(xiàn)一兩次事故的話對(duì)我們這個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈會(huì)形成一個(gè)非常大的影響。

有的資料說(shuō):一個(gè)手機(jī)鋰電池內(nèi)含鋰金屬不足5g,一輛最初始的電動(dòng)微轎,若儲(chǔ)電30kwh以上,其電池組內(nèi)含鋰金屬約50kg左右,手機(jī)電池的爆炸尚會(huì)令人談虎色變,一組微轎電池若發(fā)生萬(wàn)一,后果不可想象。
 

 

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