侵权投诉
当前位置:

OFweek新能源汽车网

汽车电池

正文

陈清泉院士:解析动力东池安全的结解决途径

导读: 动力电池不但要考虑电池单体,还要考虑整体,所以电池包作为一个整体应该也要承担责任。整个电池包涉及机械结构安全性、电气安全性、热管理安全、BMS的监控,我非常同意CATL(指黄世霖)上午的演讲,也就是我说的价值共生,电池的BMS跟充电管理配合,每一次充电检测电池一次,是双向共赢的。

  我认为电池安全是一个系统工程。

  首先要有一个好的理念,就是像《易经》一样。系统辩证思维、价值共生、创新加管理,易经的代表图就是一半白,一般黑,但是黑白的分界线的曲线,也就是白可以变成黑、黑也可以变成白,白中有黑、黑中有白,我认为就是创新加管理。

  从原材料纳米级直到电池包纳米级,整个电池系统是交叉学科的复杂系统。电池安全包括化学安全,机械安全,功能安全。

  怎么来解决呢?我要支持我的老弟陈立泉的主张,发展固态锂电池,我用这个图来表示,不对你来批评,因为他(指陈立泉)是电池专家,我不是电池专家,但我从事电动汽车已有四十多年了。我们针对目前的情况,正负极材料改进以后,用固体锂进一步提高,然后到锂硫,我非常同意他的看法。但是不管怎么样,提高能量密度,安全性就会下降,所以我认为一定要系统地看问题。他也讲到针刺实验,为什么针刺实验呢?因为针刺实验是模拟电池短路的情况,所以要进行针刺实验,这是非常大的挑战。

  动力电池不但要考虑电池单体,还要考虑整体,所以电池包作为一个整体应该也要承担责任。整个电池包涉及机械结构安全性、电气安全性、热管理安全、BMS的监控,我非常同意CATL(指黄世霖)上午的演讲,也就是我说的价值共生,电池的BMS跟充电管理配合,每一次充电检测电池一次,是双向共赢的。

  我支持国家刚刚公布实施的电池包安全可靠性标准,但是对个别项目也需要按照电池包车载情况区别对待。电池工程是一个整体的一体化的设计,这是我一再强调的。

  现在拿这个例子来分析,锂离子安全性有什么问题、分析和对策。

  首先,电池爆炸燃烧原因。

  从图上看电池发热—隔膜熔断—电池短路—温度升高—燃烧爆炸的链条,怎么应对呢?应当减少电池发热量提高隔膜耐热的温度和降低电解液的可燃性。

  电池发热的话,热源哪里来的呢?电池工作产生的焦耳热量、电池材料不稳定产生的热量、电解液与电池内部之间产生的反应的热量、电池制作缺陷产生的热量。

  电池工作产生的热量,热源是从哪里来的?这是因为电池的内部短路、离子迁移产生的热量,怎么应对呢?减少电池的内部电阻。

  电池材料不稳定产生的热量热源就是正极材料、负极材料、不稳定分解的放热,怎么应对呢?通过掺杂、表面改进、减少发热量等等。

  电池和电池内部之间反应产生的热量怎么处理呢?热源主要是电解液自身分解发热,与正极材料、负极材料反应放热,与正极材料分解产物反应发热,与粘接剂发生化学反应放热。

  电池制造产生的热量怎么处理呢?热源是因为电池极片制作不均匀,导致局部电阻过大产生,局部温度过高,电池设计不合理,电池内部发热大于散热。怎么解决呢?合理设计电池结构,制作没有缺陷的极片。

  锂离子动力电池的安全对策,减少电池发热量,采用高耐热性全陶瓷隔膜,降低电解液的可燃性,当然用固体最好了。

  我最后用杨裕生院士的PPT。可以看到各种储能电池、动力电池技术迅速发展,电池新原理、新技术、新材料层出不穷,锂离子电池、高能锂离子电池、锂聚合物电池、固态锂离子电池、钠离子电池、水系锂离子电池、水系锌离子电池、水系钠离子电池、锂硫电池、硫—锂离子电池、钠硫电池等等,所有这些东西都是化学的。因为现在都说化学的,我现在在研究物理电池,但能不能做到我不知道。化学反应有两个毛病:因为化学反应需要时间,所以充放电需要时间;因为化学反应有不安全性的问题。超级电容是物理反应的,不是化学反应,所以是安全的。虽然超级电容没有化学问题,是物理的,充电快、放电快,可惜能量密度很低。但是如果研发量子物理电池,可以提高能量密度,我现在在思考这个问题。

  因为电池是有化学反应,就全生命周期而言,处理不当就会危险。最关键是要控制,不让它进入危险境地和污染环境,所以靠什么?管理加创新,一方面要创新技术,一方面要监管好。

  谢谢大家!

声明: 本文由入驻OFweek公众平台的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

我来说两句

(共0条评论,0人参与)

请输入评论

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码: