“五一”期間,北京市朝陽區蟹島度假村停車場發生電動客車連環起火事件,燒毀新能源汽車89輛,按照一輛電動客車上百萬元價格估算此次火災損失近億元。雖然事后,交警稱因柳絮堆積導致火災,但人們對新能源汽車的電池an全依然存在深深的疑問。 近年來,在我國決心大力發展新能源汽車的背景下,尤其是2014年之后,在包括國家和地方兩級高額“補貼”在內的強有力的系列政策的推動下,新能源汽車產業的發展勢不可擋。而隨著電動汽車的商業化應用數量增加,電動汽車用鋰離子動力電池的自燃、起火爆炸事件時有發生,目前正是電動汽車行業發展的關鍵時機,任何一起電動汽車an全事故不僅僅對當事的制造企業造成重大影響,也是對整個行業的沉重打擊。動力電池是電動汽車的核心零部件,電動汽車起火或爆炸,人們首要想到的往往是電池的問題,那么現在電動汽車的電池到底an全嗎? 電池機理分析鈦酸鋰材料an全性能更佳 從電池機理角度來分析,鋰離子電池的起火爆炸是由于鋰離子電池熱失控而產生的,根源主要是電ji和電解液間在合適的條件下產生的劇烈的化學放熱反應。目前商業化應用于鋰離子動力電池的正ji材料有磷酸鐵鋰、鎳鈷錳酸鋰、鎳鈷鋁酸鋰和錳酸鋰等;負ji材料主要有石墨或及其復合材料和鈦酸鋰等;電解液主要由有ji溶劑和鋰鹽組成,隔膜的主要成分是聚丙烯、聚乙烯或兩者的復合材料。 對于正ji材料來說,磷酸鐵鋰發生熱分化所需的溫度Z高,其分化所放出的熱量Z少,是目前an全性好的正ji材料。負ji材料中,石墨負ji與電解液的反應的溫度Z低,容易與電解液發生反應,放出的熱量Z高,而鈦酸鋰負ji發生分化反應的溫度不僅高于石墨與電解液的反應,而且放出的熱量遠低于石墨反應放出的熱量,因此鈦酸鋰材料的an全性遠高于石墨負ji。 除此之外,動力電池在充放電循環中,電池組成物質會發生一些物理和化學的變化而導致電池性能的衰退,這些變化將會在一定程度上影響電池的an全性。事實上,在電池出產后的實際使用中,電池的起火等事故時有發生,F有的對于未經循環的新鮮電池的an全性研究成果并不能完全解釋事故的發生機理。不同材料、不同容量、不同設計電池循環過程中的電化學或耐濫用行為或許有所差異。根據所用負ji材料的不同,目前市場上常見的動力電池分為兩大類,碳負ji體系和鈦酸鋰負ji體系電池。 由于碳負ji嵌鋰后電位與金屬鋰的電位很接近,金屬鋰的沉積,一般發生在負ji表面。鋰離子在遷移到負ji表面時,部分鋰離子沒有進入負ji物質形成穩定的化合物,而是獲得電子后沉積在負ji表面成為金屬鋰,并逐步形成鋰枝晶。隨著循環次數的不斷增加,內部ji化加劇,鋰枝晶隨著鋰離子電池的循環不斷生長,可能會穿透隔膜,引起正負ji短路。電池在經過近千次循環過后,由于電池材料結構的變化(不停的膨脹收縮)及副反應產物的堆積(析鋰),碳負ji表面出現了很多凸起。這種變化不僅影響了電ji結構,也會使隔膜受力變形,增大其受破壞的可能性。電池在短路、擠壓、過充實驗中ji易發生熱失控。 與碳負ji材料相比,鈦酸鋰材料被稱為“零應變材料”,穩定性高,具有更高的嵌鋰電位(1.55Vvs.Li+/Li),從根本上去除了金屬鋰枝晶的產生,降低了電池發生內部短路的風險。鈦酸鋰與電解液之間的反應較低,幾乎不生成SEI膜,因而具有很好的循環穩定性和an全性,其常溫循環壽命可達25000次以上。在很高的溫度下,鈦酸鋰能夠吸收正ji分化所產生的氧氣,降低了熱失控的風險,提高了電池的an全性。以鈦酸鋰取代碳材料作為鋰離子電池的負ji,為保障鋰離子電池的an全、提高電池的循環性能和使用壽命提供了堅實的基礎。 鈦酸鋰堅定踐行電池an全使命 動力電池的an全性更多取決于材料自身與制造工藝,而鈦酸鋰電池具備的高an全性,有用地解決了an全隱患對于新能源電池推廣應用帶來的困擾。鈦酸鋰電池在重要的an全性方面,有不可比擬的優勢。遵循新國標,鈦酸鋰電池經過針刺、電鉆、切割等“殘酷”的實驗,并沒有發生起火、爆炸等現象,經受住了an全性檢測的考驗。鈦酸鋰電池技術市場接受度不斷提升,目前已經與三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池一起在動力鋰電池市場形成三足鼎立的局面。 鈦酸鋰電池是鋰電中壽命長、an全度高的電池。鈦酸鋰電池的循環壽命長,能夠實現萬次以上的充放電循環,高于普通鋰電池。而且鈦酸鋰快速充電性能非常好,其充電倍率不但達到與磷酸鐵鋰和三元相當的6C,還能實現電化學電容器10C的倍率充電。這從另一方面證明鈦酸鋰的用途其實非常廣泛。 本文章由真空濾油機生產廠家-江蘇大贏電氣制造有限公司為您提供! 目前鈦酸鋰電池國內市場技術比較成熟,在電動車應用方面主要用于公交車和擺渡車等領域,國內生產鈦酸鋰材料比較早的有銀隆、微宏等,國外的東芝在2007年就有了基于鈦酸鋰負ji的鋰離子電池問世。其中,以銀隆為代表的鈦酸鋰電池目前已經攻克了業內公認的“五大問題”,實現6分鐘快速充電、耐寬溫(-50℃—+60℃)、30年循環使用壽命、不起火不爆炸高an全性、效率高等優良特性。但是鈦酸鋰電池能源密度低是其Z大的缺點,當前,鈦酸鋰電池與磷酸鐵鋰電池的能源密度差距也正在不斷縮小。據悉,銀隆第四代高能源密度鈦酸鋰電池,與第三代相比成本下降40percent,能源密度提高60percent。銀隆研發的鈦氫技術,也將有用解決電池能源密度的問題,并通過鈦酸鋰電池和燃料電池的兩者結合,成功解決新能源汽車續航里程的難題。 未來,電動汽車將是國家踐行“藍天保衛戰”的發展趨勢,也是行業內外關注的焦點,給運營企業更多保障能增加客戶對電動汽車的信心,也更能促使我國新能源汽車的發展。從Z近的電動汽車an全事故中我們應該警醒,解決電池的an全性問題是首要,能源密度的大幅度提升步伐可適當放緩,電池的可靠性和耐用性應該放在更重要的位置予以關注。高能源意味高風險,動力電池an全高于一切。 |