随着需求的攀升,市场对于新能源汽车动力电池系统能量密度、整车能耗要求,以及续驶里程均提出了更高要求。目前,新能源车企在选择电池时多以能量密度为重要指标,通过搭载高密度锂电池来延长行驶里程。然而,“电池安全是一个系统工程。提高能量密度,安全性就会下降,一定要系统地看问题。”陈清泉表示。
据陈清泉介绍,动力电池不但要考虑电池单体还要考虑电池包整体。包括其机械结构安全性、电气安全性、热管理安全、BMS的监控,电池的BMS以及跟充电管理配合。
有动力锂电池行业专家表示,锂电池中的钴元素稳定性较差。一旦过充容易产生结晶,刺破电池隔膜进而发生短路燃烧。这也印证了为何多起火灾事故种并非充完电就立刻自燃,而是在时隔若干个小时后,才出现内部短路引发事故。
“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,都会使得隔膜熔断,造成电池短路温度升高,最终引发燃烧爆炸。谈及如何应对,陈清泉表示,应当减少电池发热量,提高隔膜耐热的温度。
上述锂电专家透露,此前特斯拉多采用钴酸锂电池,能量密度大且续航能力强。然而由于钴含量大不稳定,在过充或碰撞时极易造成燃烧爆炸,使得“特斯拉已弃用钴酸锂电池,转而改用三元锂电池。”
事实上,安全是事关新能源汽车产业持续健康发展的第一要务。目前业内正在研究电解液为固体状态的全固态电池,将彻底解决发生刺穿隔膜的问题。对此,陈清泉表示,“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”。此外,通过掺杂、表面改进、减少电池的内部电阻和发热量均可以有效提高电池安全性。