登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
热失控是锂离子电池使用中最为严重的安全事故,热失控往往是由于锂离子电池在发生了挤压变形、穿刺或者高温炙烤等导致隔膜被破坏引发正负极短路,或者由于电池外部短路,导致锂离子电池内部短时间内积累了大量热量,引发正负极活性物质和电解液等发生分解,导致锂离子电池起火和爆炸,严重威胁使用者的生命和财产安全。因此在锂离子电池安全测试中一般都会要求锂离子电池通过过充、过放、短路和挤压、针刺等实验,但是随着动力电池能量密度和电池容量的不断提升,电池通过针刺实验变得越来越困难,因此在工信部发布的《电动汽车用锂离子动力蓄电池安全要求》中规定针刺实验暂不执行。但是新版的要求只是对针刺实验暂不执行,后续是否会恢复还未可知,如果厂家实现了大容量、高能量密度的动力电池顺利通过针刺实验,那么必将在竞争中取得显著的优势。今天我们就来谈一谈那些给锂离子电池热失控装上“刹车”的技术。
1.电解液阻燃剂
电解液阻燃剂是一种非常有效的减少电池热失控风险的方法,但是这些阻燃剂往往会对锂离子电池的电化学性能产生严重的影响,因此难以在实际中应用。为了解决这一问题,美国加州大学圣迭戈分校的Yu Qiao团队【1】采用胶囊封装的方式将阻燃剂DBA(二苄胺)储存在微型胶囊的内部,分散在电解液中,在平时不会对锂离子电池的电性能产生影响,但是当电池受到挤压等外力破坏时,这些胶囊中的阻燃剂就会释放出来,对电池进行“毒化”引起电池失效,从而避免热失控的发生。2018年Yu Qiao团队【2】再次利用了上述技术,采用了乙二醇和乙二胺作为阻燃剂,封装后装入锂离子电池内部使得锂离子电池在针刺实验中最高温度下降了70%,显著降低了锂离子电池热失控的风险。
上面提到的方法都是自毁式的,也就是说该阻燃剂一旦发生作用,整个锂离子电池就要报废了,而日本东京大学的Atsuo Yamada团队【3】开发了一种不会影响锂离子电池性能的阻燃电解液,该电解液采用了高浓度的NaN(SO2F)2(NaFSA) or LiN(SO2F)2 (LiFSA)作为锂盐,同时向其中添加了常见的阻燃剂磷酸三甲酯TMP,显著提高了锂离子电池的热稳定性,更厉害的是阻燃剂的添加并没有对锂离子电池循环性能产生影响,采用该电解液的电池能够稳定循环1000次以上(C/5循环1200次,容量保持率95%)。
通过添加剂使得锂离子电池具有阻燃特性是避免锂离子电池发生热失控的其中一种途径,也有人另辟蹊径,试图从根源上避免外力导致的锂离子电池内短路的发生,从而达到釜底抽薪的目的,彻底杜绝热失控的发生。针对动力电池在使用中可能面临暴力冲击的情况,美国橡树岭国家实验室的Gabriel M. Veith设计了一种具有剪切增稠特性的电解液【4】,该电解液利用了非牛顿流体的特性,在正常状态下,电解液呈现的是液体状态,但是在遭遇突然的冲击时则会呈现固体状态,变得异常坚固,甚至能够达到防弹的效果,从根源上避免了在动力电池发生碰撞时电池内短路导致热失控的风险。
2.电池结构
接下我们来从电池单体层面上看看如何给热失控踩下刹车,目前锂离子电池在结构设计中都对热失控的问题进行了考虑,例如在18650电池的上盖中一般都会有泄压阀,在热失控时能够及时将电池内部过高的压力进行释放,其次电池上盖中会有正温度系数材料PTC,在热失控温度上升时PTC材料的电阻显著增大,以减少电流减少产热。此外,在单体电池结构设计时还需要考虑正负极之间的防短路设计,避免因为误操作、金属多余物等因素导致电池发生外短路,引起安全事故。
其次在电芯设计时,需要采用更加安全的隔膜,例如在高温下自动闭孔的三层复合隔膜,但是近年来随着电池能量密度的不断提升、隔膜薄型化的趋势下三层复合隔膜已经逐渐被淘汰,取而代之的陶瓷涂层隔膜,陶瓷涂层能够对隔膜起到支撑作用,减少隔膜在高温下的收缩,提高锂离子电池的热稳定性,减少锂离子电池发生热失控的风险。
3.电池组热安全设计
动力电池在使用中往往都是由数十只、数百只甚至是数千只电池通过串并联组成,例如特斯拉的Model S的电池组中就由多达7000只以上的18650组成,如果其中的一只电池发生热失控,就可能会在电池组内蔓延,引起严重的后果。例如,2013年1月发生在美国波士顿的一架日本航空公司的波音787客机锂离子电池起火事件,根据美国国家运输安全委员会的调查,就是由于电池组中的一只75Ah方形锂离子电池发生热失控后引发了相邻的电池热失控,这次事件后波音公司要求在所有的电池组上都要增加防止热失控扩散的措施。
为了避免热失控在锂离子电池内部蔓延,美国Allcell Technology公司开发了一款基于相变材料的锂离子电池热失控隔离材料PCC【5】。PCC材料填充在单体锂离子电池之间,在锂离子电池组正常工作的情况下,电池组产生的热量可以通过PCC材料快速传递到电池组外,在锂离子电池发生热失控时,PCC材料可以通过其内部的石蜡材料熔化吸收大量的热量,阻止电池温度进一步上升,从而避免热失控在电池组内部扩散。在针刺实验中,一个由18650电池组成的4并10串的电池组,没有使用PCC材料时,一只电池热失控最终引发了电池组中20只电池发生热失控,而采用PCC材料的电池组中,一只电池热失控并未引发其他电池组热失控。
锂离子电池热失控是我们最不愿意看到、极力避免的锂离子电池安全事故,提高锂离子电池的安全性、避免热失控的发生需要从电池配方设计、结构设计和电池组的热管理设计上多管齐下,共同提高锂离子电池热稳定性,减少热失控发生的可能性。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
作者:陈峥彭月胡竞元申江卫肖仁鑫夏雪磊单位:昆明理工大学交通工程学院引用:陈峥,彭月,胡竞元,等.基于短期充电数据和增强鲸鱼优化算法的锂离子电池容量预测[J].储能科学与技术,2025,14(1):319-330.DOI:10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0686本文亮点:1.仅利用前30分钟充电数据且采样间隔为30秒的数
北极星储能网获悉,近日,贵州大龙开发区北部工业园区的贵州嘉尚新能源材料有限公司年产25万吨锂离子电池正极材料产业园项目二期的厂房钢结构主体已全部完工,项目整体综合完成率达96%左右,现正在做一些收尾工作,室内在进行吊顶装修、地坪硬化等,室外在进行附属设施施工,包含室外管网、室外绿化、
3月19日,湖北省市场监管局关于做好2025年度锂离子动力电池碳计量工作的通知(鄂市监量函〔2025〕44号)。其中提到,全力推进碳计量技术规范体系建设。紧紧围绕锂电池产品全生命周期碳管理需求,着眼企业碳足迹管理中长期需求,协同产业链龙头企业,借鉴相关行业工作经验,系统编制碳计量器具配备及管理、
作者:周洪1,2(),俞海龙3,王丽平4,黄学杰3()单位:1.中国科学院武汉文献情报中心;2.中国科学院大学经济与管理学院信息资源管理系;3.中国科学院物理研究所;4.电子科技大学材料与能源学院引用:周洪,俞海龙,王丽平,等.基于BERTopic主题模型的锂电池前沿监测及主题分析研究[J].储能科学与技术,2025,14(
作者:张文婧肖伟伊亚辉钱利勤单位:长江大学机械工程学院引用:张文婧,肖伟,伊亚辉,等.锂离子电池安全改性策略研究进展[J].储能科学与技术,2025,14(1):104-123.DOI:10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0579本文亮点:1.根据锂离子电池热失控机制,总结了在电池部件集流体上最具有创新性的改进方法:将集
北极星固废网获悉,3月4日,为推动再生资源循环利用,规范锂离子电池用再生黑粉原料、再生钢铁原料的进口管理,生态环境部研究制定锂离子电池用再生黑粉原料进口管理要求,并对《关于规范再生钢铁原料进口管理有关事项的公告》(公告2020年第78号)进行修订,形成《关于规范锂离子电池用再生黑粉原料、
作者:刘通1,3杨瑰婷1毕辉4梅悦旎1刘硕1宫勇吉3罗文雷2单位:1.空间电源全国重点实验室,上海空间电源研究所;2.军事科学院国防科技创新研究院;3.北京航空航天大学材料科学与工程学院;4.中国科学院上海硅酸盐研究所引用:刘通,杨瑰婷,毕辉,等.高能量密度与高功率密度兼顾型锂离子电池研究现状与展望[
近日,研究机构EVTank联合伊维经济研究院共同发布了《中国锂离子电池回收拆解与梯次利用行业发展白皮书(2025年)》。EVTank数据显示,2024年中国废旧锂离子电池实际回收量为65.4万吨,同比仅增长5.0%,其中回收的磷酸铁锂电池及废料达到40.0万吨,占比继续提升至61.2%,三元锂电池及废料为24.3万吨,
北极星储能网获悉,3月4日,生态环境部公开征求关于规范锂离子电池用再生黑粉原料、再生钢铁原料进口管理有关事项的意见。其中提出,符合要求的锂离子电池用再生黑粉原料不属于固体废物,可自由进口。
作者:梅悦旎,屈雯洁,程广玉,向永贵,陆海燕,邵晓丹,张益明,王可单位:空间电源全国重点实验室,上海空间电源研究所引用本文:梅悦旎,屈雯洁,程广玉,等.锂离子电池正极补锂技术研究进展[J].储能科学与技术,2025,14(1):77-89.DOI:10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0767本文亮点:1、本文对当前主流的正极
北极星储能网获悉,3月1日,福鼎时代锂离子电池生产基地5号超级工厂项目正式封顶,该项目以4个月零10天的建设时间,刷新了宁德时代土建阶段的最快建设速度。据了解,福鼎时代锂离子电池生产基地是宁德时代全球布局中的最大单体项目,总投资220亿,福鼎时代5号超级工厂项目厂房单体建筑面积达23万平方米
北极星储能网获悉,3月11日,全球产能最大的短流程钒电解液制备项目在内江投运,这是四川发展(控股)公司贯彻落实国家“双碳”战略、加速布局新型储能战略性新兴产业的第一个重大产业化项目,标志着四川省储能产业建圈强链迈出新步伐。此次投产的年产60000m短流程钒电解液制备项目,采用自主研发的新
北极星储能网获悉,3月5日晚间,石大胜华发布公告,公司控股子公司胜华新材料科技(连江)有限公司(以下简称“胜华连江”)近日与宁德时代签订了《战略合作框架协议》。协议约定,在本协议有效期内(自本协议生效之日起至2025年12月31日),宁德时代向胜华连江采购电解液的需求预计10万吨。具体产品名
3月3日,天赐材料发布《致全球投资者的重要提示》,针对近期资本市场传闻称其与海外某G公司合作开展电解液、六氟磷酸锂及添加剂等产品的代工及产能建设一事,天赐材料明确表示从未授权G公司在国内外进行相关产能建设及产品销售,任何未经公司公告的相关描述均涉嫌欺诈。天赐材料强调,公司已与全球核心
近日,研究机构EVTank联合伊维经济研究院共同发布了《中国六氟磷酸锂(LiPF₆)行业发展白皮书(2025年)》。白皮书数据显示,2024年全球六氟磷酸锂出货量达到20.8万吨,同比增长23.1%,总体市场规模为129.6亿元,同比下滑33.3%。EVTank在《中国六氟磷酸锂(LiPF₆)行业发展白皮书(2025年)》中表示
近日,研究机构EVTank联合伊维经济研究院共同发布了《中国六氟磷酸锂(LiPF#x2086;)行业发展白皮书(2025年)》。EVTank数据显示,截至2024年底,全球六氟磷酸锂实际有效产能39.0万吨,中国六氟磷酸锂实际有效产能为37.1万吨/年。EVTank之前发布的《中国六氟磷酸锂(LiPF#x2086;)行业发展白皮书(202
储能创造价值,市场牵引发展。历经2023年来行业疯狂“内卷”和价格血拼,我国储能产业逐渐从“卷价格”、“卷产能”,开始走向“卷技术”、“卷价值”的新型竞争轨道。低端劣质产能的市场出清加速,头部与二三线企业的行业分化加剧,电力市场改革推动的储能市场化盈利机制亦正在形成,云计算、AI人工智
北极星储能网获悉,2月4日,美国储能解决方案供应商StrytenEnergyLLC宣布,其控股公司StrytenCriticalE-StorageLLC与LargoInc.的子公司LargoCleanEnergyCorp.(LCE)签署协议,计划成立合资企业StorionEnergyLLC,通过电解液租赁模式以提供更具有价格竞争力的高质量美国生产钒电解液,以推动全钒液流电
电解液行业概述电解液是化学电池、电解电容等使用的介质,用于不同行业其代表的内容相差较大。有生物体内的电解液(也称电解质),也有应用于电池行业的电解液,以及电解电容器、超级电容器等行业的电解液。不同的行业应用的电解液,其成分相差巨大,甚至完全不相同。具体的电解液成分和配方可能因不同
北极星储能网获悉,根据国家知识产权局信息显示,山西国润储能科技有限公司申请一项名为“一种全钒液流电池电解液添加剂”的专利,公开号CN119092769A,申请日期为2024年8月。专利摘要显示,本发明涉及能源存储技术领域,公开了一种全钒液流电池电解液添加剂,所述添加剂包括以下质量百分比的组分:改
北极星储能网获悉,11月28日晚间,新筑股份公告称,控股股东四川发展(控股)有限责任公司(以下简称“四川发展(控股)”)拟将直接持有的公司股份6611.38万股(占公司现有总股本的比例为8.60%)和四川发展轨道交通产业投资有限公司(以下简称“四川发展轨交投资”)100%股权无偿划转至蜀道集团或其指
北极星电池网获悉,11月2日,电解液龙头企业天赐材料通报称,公司位于广东广州黄浦区的厂区车间发生火灾,根据公告,现场无人员受伤。天赐材料表示,此次火情事件不涉及电解液及其他电池材料产品和业务,经公司初步评估,预计对公司生产经营影响较小。
北极星储能网获悉,3月20日,金发科技股份有限公司发布2024年度“提质增效重回报”行动方案评估报告。一、锚定战略引领,聚焦主业发展2024年,公司围绕新质生产力加强科技创新,强化一体化产业链优势,依托全球领先的应用创新能力,为全球客户提供了更具竞争力的新材料整体解决方案,公司的行业竞争力
日前,国际能源署(IEA)指出,随着市场需求日益增长和技术的日益标准化,全球电池产业正在进入一个新的发展阶段,可能进一步整合,同时由政府主导的电池供应链的多元化举措也在重塑格局。随着市场需求急剧上升和价格的持续下降,全球电池市场规模正在快速扩张。2024年电动汽车销量增长了25%,达到1700
北极星储能网获悉,3月19日,特锐德在投资者互动平台表示,公司聚焦于电力设备“智能制造+集成服务”业务以及电动汽车充电网业务两大板块,公司的充电产品可以支持配备固态电池的电动汽车充电需求。
北极星储能网获悉,3月18日,网传视频称深圳一新能源汽车撞护栏起火,现场黑烟滚滚,汽车烧到仅剩车架。随后,极氪汽车官方小程序发布事故说明。极氪汽车表示,3月18日下午,一台极氪车辆在深圳龙华区发生交通事故并引发火情。结合后台数据及现场信息,事故发生时车辆正在高速行驶,与高架道路中间的金
北极星储能网获悉,3月18日,国家市场监管总局发布《关于2024年全国产品召回情况的通告》(以下简称《通告》),公布2024年我国产品召回情况。汽车召回方面,2024年我国共实施汽车召回233次,涉及车辆1123.7万辆,分别较上年增长8.9%和67.0%。实施新能源汽车召回89次,涉及车辆449.1万辆,同比增长180.
北极星储能网获悉,3月19日,交通运输部办公厅、国家发展改革委办公厅、财政部办公厅印发《2025年新能源城市公交车及动力电池更新补贴实施细则》的通知。其中提出,利用超长期特别国债资金,对城市公交企业(以下简称申请人)更新新能源城市公交车及更换动力电池,给予定额补贴。鼓励结合客流变化、城
北极星储能网获悉,3月17日消息,中国一汽与大众汽车集团在德签署战略合作协议,秉承“在中国,为中国”战略,共同确定一汽-大众新车型规划,进一步丰富一汽-大众的商品阵容。自2026年起,一汽-大众大众品牌和捷达品牌将在多个细分市场新增11款为中国市场量身打造的全新车型,包括6款纯电动车型、2款插
2025年3月17日,比亚迪召开超级e平台技术发布暨汉L、唐L预售发布会,发布划时代超级e平台,推出闪充电池、3万转电机和全新一代车规级碳化硅功率芯片,核心三电全维升级,刷新多项全球之最。在充电速度上,实现充电功率1兆瓦(1000kW),实现全球量产最高峰值充电速度1秒2公里,达到全球量产最快充电速
北极星储能网获悉,3月17日,孚能科技在投资者互动平台上回答有关两轮车布局和钠电池进展问题。孚能科技表示,公司是国内最早布局电动两轮车的动力电池企业,拥有超14年的两轮车产品应用经验,服务客户包括Zero、春风动力、虬龙、雅迪、新日、EMC、Lightfighter、Polaris等国内外知名品牌。公司两轮车
3月14日,北京汽车股份有限公司发布公告,宣布2025年第一次临时股东会投票结果及委任董事长及执行董事。董事会决议委任王昊先生为董事长及董事会战略与可持续发展委员会及提名委员会主任,任期自2025年3月13日起至第五届董事会任期结束时止。王昊先生作为董事长参与本公司日常经营管理,董事会决议委任
3月14日,理想汽车公布了2024年第四季度及全年财报,营收和交付量双双创下新高,继成为国内第一家盈利的造车新势力后,又成为国内唯一连续两年营收过千亿元的新势力车企,稳居20万元以上中国品牌汽车销量榜首。其战略目标是:到2025年,理想汽车将形成“1款超级旗舰(理想MEGA)+5款增程电动车型+5款高
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!