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近日，劉衛(wèi)平表示：“通過對(duì)電池針刺過程的研究，分析針刺過程中熱失控發(fā)生機(jī)理和影響因素，是提高鋰離子電池安全性的一個(gè)重要方向。”

伴隨著汽車新四化的發(fā)展，高容量、低成本、長(zhǎng)壽命、安全環(huán)保的鋰離子電池成為新能源汽車動(dòng)力電池的首選。然而，鋰離子電池主要由活性電極材料和易燃電解液組成，在濫用條件下極易引發(fā)電池自放熱引發(fā)熱失控，從而釀成安全事故，嚴(yán)重危害用戶的生命財(cái)產(chǎn)安全，因此如何保證鋰離子電池安全使用成為了電池研究中的熱點(diǎn)問題。

在12月28日上午舉行的“創(chuàng)新材料與智能制造專場(chǎng)”中，比亞迪CTO劉衛(wèi)平針對(duì)三元鋰電池容易發(fā)生熱失控這一問題，帶來《三元鋰離子電池的安全性研究》的主題演講。

比亞迪CTO劉衛(wèi)平

劉衛(wèi)平表示：“針刺過程是使用金屬針狀物刺穿并貫穿電池本體，引發(fā)電池內(nèi)短路，觀察并測(cè)量電池的各種指標(biāo)變化，包括電池是否出現(xiàn)冒煙、燃燒甚至爆炸等危險(xiǎn)情況；對(duì)于針刺所引發(fā)的安全事故，具有機(jī)理不清晰和可重復(fù)性差的問題，通過對(duì)電池針刺過程的研究，分析針刺過程中熱失控發(fā)生機(jī)理和影響因素，是提高鋰離子電池安全性的一個(gè)重要方向。”

隨后，他通過創(chuàng)建模型，對(duì)熱失控第一階段進(jìn)行仿真，對(duì)短路深度對(duì)電池溫度的影響、距短路處距離與電池溫度關(guān)系、短路橫截面積對(duì)電池溫度的影響進(jìn)行了剖析。

在對(duì)熱失控第二階段進(jìn)行仿真時(shí)，從電池表面溫升變化、活性材料分解與轉(zhuǎn)化率、副反應(yīng)中活性物質(zhì)產(chǎn)熱、熱失控條件下正負(fù)極材料分解放出的熱、正極分解產(chǎn)生的O2與易燃物反應(yīng)產(chǎn)生的熱量進(jìn)行分析。

他還對(duì)熱失控不同反應(yīng)階段熱量進(jìn)行對(duì)比。

最后，他得出結(jié)論：

1、刺穿隔膜+正極模式的短路產(chǎn)生的熱量遠(yuǎn)高于僅刺穿隔膜產(chǎn)生的熱量，原因是刺穿隔膜+正極模式短路的電阻更小，產(chǎn)生熱量更多。

2、在鋰離子電池針刺濫用過程中，電池短路焦耳熱是熱失控發(fā)生的起因，后續(xù)產(chǎn)生的熱量主要來自電池內(nèi)部活性材料在高溫下的副反應(yīng)所產(chǎn)生的熱量，會(huì)使電池溫度達(dá)到最高(仿真結(jié)果中出現(xiàn)兩個(gè)波峰)。

3、一定范圍內(nèi)，短路橫截面積越大，電阻越小，產(chǎn)生的短路電流越大，溫度越高。

4、熱失控副反應(yīng)開始順序?yàn)椋篠EI膜分解→負(fù)極材料與電解液反應(yīng)→正極材料與電解液反應(yīng)→電解液反應(yīng)，且很多副反應(yīng)區(qū)間存在重疊，同時(shí)發(fā)生。

來源: 動(dòng)力電池網(wǎng)