中國儲能網(wǎng)訊:美國TIAX公司及桑迪亞國家實驗室(Sandia National Laboratory,SNL)在“AABC 2013”(2013年2月4~8日,美國帕薩迪納)上分別發(fā)表演講,介紹了提高鋰離子充電電池單元安全性的對策。TIAX以“New Approaches to Safty for Automotive Lithium-ion Batteries”為題,介紹了在發(fā)生熱失控后及時報警的管理系統(tǒng),SNL以“Approaches to Evaluating and Improving Lithium-Ion Battery Safety”為題,介紹了提高電池單元物理安全性的方法。
在本屆AABC上,因波音公司787型飛機發(fā)生電池事故,提高車載電池安全性的措施也備受關注。在此背景下,TIAX介紹了一種傳感器系統(tǒng),該系統(tǒng)可及時發(fā)現(xiàn)因內(nèi)部短路等原因造成熱失控的電池單元(TIAX的英文發(fā)布資料)。
TIAX并未公開該系統(tǒng)的詳情,不過該公司表示,雖然現(xiàn)有的電池管理系統(tǒng)無法實現(xiàn),但可利用監(jiān)控電壓及溫度等的傳統(tǒng)傳感器,通過新的信號處理算法預先檢測出電池單元是否發(fā)生內(nèi)部短路。而且,無需更改現(xiàn)有電池模塊的設計。該公司認為,就算將出現(xiàn)故障的概率降至千分之一,并提高了電池單元的制造品質(zhì),這種預先報警系統(tǒng)對消除這千分之一的擔憂仍十分有效。
而SNL介紹的是以物理方式提高電池單元安全性的方法。正極采用NMC(三元類)、負極采用石墨的電池單元被視為今后大型電池用單元的主流,負極的表面處理、調(diào)整作為電解液的溶劑和鹽的成分均可有效提高這種單元的安全性。比如,使電解液中氫氟醚(HFE)的含量為50%時,穿刺試驗結果表明,可獲得抑制起火燃燒的效果。
此外,在過充電耐受性方面,正極采用磷酸鐵鋰(LFP)的電池單元與正極采用Mn類材料的單元相比,存在溫度急劇升高的傾向。因此,SNL公開了在過充電時利用電解液產(chǎn)生氧化還原反應,來抑制電池單元溫度上升的研究成果。具體而言,可在SOC(充電狀態(tài))為260%的過充電狀態(tài)下將電池單元的溫度降至90℃以下。(記者:狩集 浩志,《日經(jīng)電子》)