如何给锂离子电池“热失控”装上刹车!

2021-03-01 00:13 天博官网登录

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本文摘要:热失控是锂离子电池使用中非常严重的安全事故。热失控往往是由于锂离子电池再次断裂变形、出血或高温焙烧,导致隔膜损坏,正负极短路,或者由于电池外部短路,在短时间内锂离子电池内部积聚大量热量,导致正负极活性物质和电解液再次分解,导致锂离子电池爆炸,严重威胁用户生命财产安全。所以在锂离子电池的安全性测试中,一般会拒绝通过锂离子电池的过充、过放、短路和断裂、针刺等实验。

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热失控是锂离子电池使用中非常严重的安全事故。热失控往往是由于锂离子电池再次断裂变形、出血或高温焙烧,导致隔膜损坏,正负极短路,或者由于电池外部短路,在短时间内锂离子电池内部积聚大量热量,导致正负极活性物质和电解液再次分解,导致锂离子电池爆炸,严重威胁用户生命财产安全。所以在锂离子电池的安全性测试中,一般会拒绝通过锂离子电池的过充、过放、短路和断裂、针刺等实验。

但是随着动力电池的能量密度和电池容量的大幅度提高,电池通过针灸实验的难度也越来越大,因此工信部公布的《电动汽车用锂离子动力蓄电池安全性拒绝》中规定,之后不继续进行针灸实验。但新版本被否决,只是意味着之后针灸实验不再继续,前一个会不会完全恢复还不知道。如果大容量低能量密度的动力电池成功通过针灸实验,最终会在竞争中获得明显优势。

今天,我们将讨论给锂离子电池热失控“刹车”的技术。1.电解质阻燃剂是一种非常有效的增加电池热失控风险的方法,但这些阻燃剂往往对锂离子电池的电化学性能没有严重影响,因此不能在实践中应用。

为了解决这个问题,美国加州大学圣地亚哥分校的于桥团队[1]利用胶囊PCB将阻燃剂DBA(二苄胺)储存在微胶囊中,微胶囊集中在电解液中,会影响锂离子电池平时的电性能。然而,当电池被外力如破损损坏时,这些胶囊中的阻燃剂不会释放,电池会中毒而导致过热,从而防止热失控的再次发生。

2018年,宇桥团队[2]再次使用上述技术,使用乙二醇和乙二胺作为阻燃剂,在针灸实验中,PCB使锂离子电池最低温度提高70%后取出锂离子电池内部,显著降低了锂离子电池热失控的风险。


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