近兩年,我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)開始進入發(fā)展的快車道,無論是產(chǎn)量還是銷量都達到了歷史最高水平,而純電動汽車更是在新能源汽車陣營中一枝獨秀,市場銷量節(jié)節(jié)攀升。然而,電動汽車市場迅速擴大之際,動力鋰電池失控引發(fā)的電動汽車自燃事件卻時有發(fā)生,這讓許多消費者望而卻步。
1、More Than Safe不燃燒電池技術(shù)
耐高溫隔膜 主動防御技術(shù)二
智能流體自動防御 被動防御技術(shù)

1、More Than Safe不燃燒電池技術(shù)
湖州某公司發(fā)明了獨家自主研發(fā)的不燃燒電池技術(shù),該技術(shù)從主動防御與被動防御兩個層面解決了圍繞鋰離子電池的安全困局,刷新鋰電池安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),有效降低動力電池起火、爆炸的可能性,極大地提高了電池的安全性。
電動汽車市場在過去的一年中異?;鸨?,但全球各汽車大佬們卻并沒有大規(guī)模地銷售電動汽車,他們在擔(dān)心什么?其中一個重要的原因在于鋰離子電池不可控的燃燒。鋰離子電池作為一個能量載體,在生產(chǎn)與使用過程中存在著不可控的內(nèi)短路風(fēng)險。

不燃燒電解液 主動防御技術(shù)一
鋰電池發(fā)生事故的主要原因是內(nèi)部發(fā)生短路,會造成電池內(nèi)部短路原因有哪些?經(jīng)過實驗分析,在短路原因中,電解液燃燒熱高達72%,而正極反應(yīng)熱只占到6%。
經(jīng)過8年的潛心科研與無數(shù)次的配方調(diào)整,該公司終于研制出了不燃燒電解液?,F(xiàn)場播放的對比檢測試驗中,普通電解液遇到明火迅速燃燒,直至全部燒完,而不燃燒電解液遇明火不僅沒有燃燒,反而熄滅了明火??梢哉f,不燃燒電解液解決了電池內(nèi)存在可燃物的關(guān)鍵問題。
研究表明,鋰離子電池在發(fā)生熱失控時,放熱量最多的是電解液,因此不燃燒電解液是保證電池不燃燒所要解決的最重要問題。然而,讓電解液不燃燒已經(jīng)有較高的技術(shù)難度,如何讓電解液在不燃燒的同時,還能夠保證電池的快充與長壽命特性,這需要耐得住寂寞的持續(xù)研究。在現(xiàn)場,我們看到了不燃燒電解液確實不會被點燃,而同時制成的電池也可以實現(xiàn)十分鐘快充與超過10,000的超長循環(huán)壽命。

耐高溫隔膜 主動防御技術(shù)二
耐高溫隔膜技術(shù)也是影響鋰電池安全性的重要部件,湖州某公司經(jīng)過實驗證明“凱夫拉”材料比較適合制作鋰電池隔膜。這種材料熔點高于350℃,分解溫度高于400℃,燃燒等級為自熄,并且化學(xué)性能穩(wěn)定,不會溶于電解液。耐高溫隔膜比普通隔膜具有更好的耐熱性,即使在300℃的烤箱中烘烤一個小時,也不會發(fā)生任何形變,充分保證了電池內(nèi)部的穩(wěn)定與安全,解決了電池內(nèi)會產(chǎn)生明火火源的問題。
比普通隔膜耐溫更高
在實現(xiàn)電解液不燃燒之后,高性能隔膜也是保證鋰離子電池安全的重要保障。普通鋰離子電池隔膜通常熔點較低,在130攝氏度左右便會收縮,從而導(dǎo)致電池的內(nèi)部短路,發(fā)生熱失控。與普通的PE隔膜相比,耐高溫隔膜熔點更高,可以保證電池即便在300攝氏度的高溫下也不會發(fā)生收縮,防范電池內(nèi)部短路,從而避免熱失控。

智能流體自動防御 被動防御技術(shù)
為了充分保障電池的安全性,還需要在外部防護上做足了功夫。目前已經(jīng)實現(xiàn)的智能流體被動防御技術(shù)(簡稱STL),通過浸沒的方式,使泄漏的電解液不接觸空氣,從而隔絕了燃燒所需要的氧氣。同時,STL還可以通過BMS的絕緣檢測功能對液體檢測,及時發(fā)現(xiàn)電池組的漏液情況,這種技術(shù)也要比當(dāng)前通過空氣溫度檢測是否存在安全隱患的方法更加準(zhǔn)確、快速。
STL-被動防御體系
在解決了鋰離子電池內(nèi)部的電解液以及隔膜的問題,相當(dāng)于為不燃燒電池主動設(shè)立了防御措施。而從電池系統(tǒng)級別的安全而言,微宏也展示了采用浸沒方式的STL智能熱控流體技術(shù)所帶來的安全優(yōu)勢。STL作為絕緣、阻燃、導(dǎo)熱性能俱佳的材料,能夠在電池組內(nèi)部發(fā)生細微內(nèi)短路的情況下,快速隔絕熱失控點,同時利用液體降低熱失控點的溫度,最大程度地降低了電池組安全風(fēng)險。作為一個被動防御的體系,STL除了安全以外,也能夠均衡電池組內(nèi)部溫度差異、并利用外部循環(huán)實現(xiàn)更好的溫度控制,同時即便電池組漏液,也能及時通過液體檢測發(fā)現(xiàn),安全更有保障。
2、新能源汽車電池技術(shù)現(xiàn)狀
關(guān)于主流車用電池
目前國內(nèi)主流的車用動力電池普遍采用三元鋰和磷酸鐵鋰電池,三元鋰電池由于安全性問題被“暫時叫停”,其磷酸鐵鋰電池主要由正極材料、負極材料、隔膜以及電解液組成。作為一個化學(xué)電源體系,在設(shè)計的工作條件范圍以內(nèi)一般不容易發(fā)生自燃等安全事故,但鋰離子電池負極主要采用石墨材料,過充電時易析出鋰枝晶,造成電池短路,影響鋰電池的安全性能;同時易形成SEI膜而導(dǎo)致首次充放電效率較低,不可逆容量較大。這就使得現(xiàn)在絕大多數(shù)電動汽車“不敢”進行快充快放,而只能采用慢充的形式,嚴(yán)重制約了車輛使用上的靈活性和方便性,給電動汽車的推廣普及帶來了不小的障礙。
關(guān)于電池補貼政策
在相關(guān)補貼政策中,能量密度不是真正的電動車電池最重要的指標(biāo),而動力電池的安全,運行效率、循環(huán)使用壽命等指標(biāo)才是最重要的,性價比來自于電池的壽命,壽命越長電池使用期限就越長,后期成本越低,而充電時間長短又決定了運營效率。
根據(jù)2015年12月財政部發(fā)布的《關(guān)于2016~2020年新能源汽車推廣應(yīng)用財政支持政策的通知》,純電動、插電式混合動力(含增程式)等專用車、貨車推廣應(yīng)用補助標(biāo)準(zhǔn):按電池容量每千瓦時補助1800元。
2017年~2020年除燃料電池汽車外,其他車型補助標(biāo)準(zhǔn)適當(dāng)下調(diào),2017~2018年和2019~2020年補助標(biāo)準(zhǔn)分別比2016年下降20%和40%。
總結(jié):
現(xiàn)在電池領(lǐng)域還處于一種“西部大開發(fā)”的狀態(tài),目前國際上對于研究電池技術(shù)方面企業(yè)的扶持力度均有所擴大,國外正在研發(fā)一種高能源密度、長生命周期的電池科技,服務(wù)于可再生能源和微電網(wǎng)技術(shù)。新一代電池技術(shù)取得的巨大的進展更是推進了電動汽車的應(yīng)用,讓我們購買的電動車變得越來越安全,相信在不久的將來,安全問題、嚴(yán)寒環(huán)境條件下的使用、快速充放電、電池壽命及電池產(chǎn)業(yè)化等問題都不再是阻礙電動車的普及的原因了。