解析新能源汽車動(dòng)力電池的未來 安全之道何在？

時(shí)間:2016-04-11 09:56來源:蓋世汽車·新能源 作者:西顧
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        動(dòng)力電池燃燒危害嚴(yán)重，處在新能源汽車快速發(fā)展階段，任何燃燒事故都可能會讓一個(gè)企業(yè)一夕回到解放前，給業(yè)主生命財(cái)產(chǎn)安全帶來傷害。恰恰很多時(shí)候電池就是燃燒了，無法避免。
 
　　若解決這個(gè)問題，則意味著未來我們將擁有更加安全的電池，新能源汽車發(fā)展的會更好。
 
　　據(jù)悉，有企業(yè)宣稱通過不燃燒的電解液、耐高溫的隔膜和制冷熱控流體被動(dòng)防御技術(shù)實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力電池不燃燒。
 
　　理論上講，這三個(gè)技術(shù)都對應(yīng)電池燃燒過程針對解決的。而電池燃燒，先是電池工作本身產(chǎn)生熱量，當(dāng)產(chǎn)熱與散熱無法平衡，熱量開始在電池內(nèi)部積累，溫度升高。當(dāng)電池內(nèi)部溫度達(dá)到130℃，普通的隔膜就會熔斷收縮，電池正負(fù)極因?yàn)闆]有隔膜的阻斷導(dǎo)致短路，隨及產(chǎn)生更劇烈的電化學(xué)反應(yīng)--放出更多的熱量，產(chǎn)生氣體--電池燃燒爆炸就隨之產(chǎn)生了。
 
　　那么接下來就聊聊這三個(gè)核心技術(shù)方向。
 
　　電解質(zhì)技術(shù)突破是電池的革命
 
　　液體電解質(zhì)叫電解液，電解質(zhì)在鋰電池內(nèi)部起電荷傳導(dǎo)作用，沒有電解質(zhì)的電池是無法充放電的電池。目前鋰電池大部分是易燃、易揮發(fā)的非水溶液組成，這個(gè)組成體系相比水溶液電解質(zhì)組成的電池有更高的比能量和電壓輸出，符合用戶更高的能量需求。因?yàn)榉撬芤弘娊赓|(zhì)本身易燃、易揮發(fā)，浸潤在電池內(nèi)部，也形成了電池的燃燒根源。
 
　　電解質(zhì)的技術(shù)突破往往帶來電池發(fā)展的革命。鋅錳電池發(fā)展歷史上有三次革命，兩次革命源來自電解質(zhì)的技術(shù)突破，提高電池的放電性能和比能量。當(dāng)前鋰電池安全是一個(gè)問題，解決燃燒問題的電解液有如下幾個(gè)市場技術(shù)方向。
 
　　該公司的電解質(zhì)還是以電解液形態(tài)存在，肯定是非水溶液電解液或者室溫離子液體，具體什么技術(shù)雖然無法獲悉，但未來凝膠和固體電解質(zhì)也是一個(gè)更安全的方向。
隔膜并非一層紙 技術(shù)含量高
 
　　電池燃燒的過程中，隔膜因?yàn)楦邷厝诨湛s導(dǎo)致電池內(nèi)部短路是主要原因，提高隔膜的耐熱溫度是制造更安全電池的技術(shù)方向。隔膜并非一層紙那么簡單，除了溫度，隔膜的浸潤能力、孔隙率、機(jī)械強(qiáng)度、內(nèi)阻、電化學(xué)穩(wěn)定性等也是隔膜實(shí)際生產(chǎn)中考慮的因素。所以隔膜并非一層紙那么簡單，從耐溫安全和吸液率角度，綜合這幾個(gè)因素后，隔膜的技術(shù)方向如下。
 
　　該公司的隔膜使用靜電紡絲工藝生產(chǎn)的芳綸隔膜，擁有優(yōu)秀的綜合性能，其中帝人和江蘇圣歐芳綸有少量生產(chǎn)。相比于普通隔膜，微宏的PMIA隔膜有更簡單的生產(chǎn)工藝，但目前售價(jià)較高，未來有足夠的空間支持新技術(shù)的不斷迭代，為新能源產(chǎn)業(yè)帶來更安全的產(chǎn)品。
 
　　散熱充分的電池才是安全的電池
 
　　上面聊到，電解液是為了隔絕燃燒來源，隔膜是為了提高耐熱溫度，那么散熱充分則是降低電池溫度，避免積熱過多引發(fā)電池?zé)崾Э亍Ｈ绻f電池溫度急劇升高到300℃，即使隔膜不融化收縮，電解液自身、電解液與正負(fù)極也會發(fā)生強(qiáng)烈化學(xué)反應(yīng)，釋放氣體，形成內(nèi)部高壓而爆炸，所以采用適合的散熱方式才是電池不燃燒解決方案的閉環(huán)。
 
　　該公司的制冷熱控流體被動(dòng)防御主要還是為了電池散熱，隔絕空氣是附帶功能，如果無法隔絕空氣，那么散熱循環(huán)液體在行駛、爬坡、震動(dòng)過程中很容易漏液，降低散熱功能，是電池安全無法允許的。微宏屬于液冷技術(shù)，包含風(fēng)冷、相變材料散熱共三種電池的主動(dòng)散熱方式。其中液冷目前相對技術(shù)成熟，適合一般中大功率設(shè)備；風(fēng)冷適合低功率設(shè)備，技術(shù)成熟；相變材料有很強(qiáng)的散熱效果，適合大功率設(shè)備，也可以與風(fēng)冷結(jié)合，形成熱風(fēng)艙內(nèi)循環(huán)制熱，提高能量效率，技術(shù)還處于研發(fā)階段，是未來的一個(gè)方向。
 
　　展望電池技術(shù) 讓出行更安全
 
　　內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展有一個(gè)半世紀(jì)，汽車的出現(xiàn)有兩個(gè)半世紀(jì)，曾經(jīng)的電動(dòng)汽車比內(nèi)燃機(jī)更早出現(xiàn)，但因?yàn)榍捌陔妱?dòng)汽車能量功率低、行駛速度和距離小，成本高，以及外部大量的石油開采和內(nèi)燃機(jī)技術(shù)不斷進(jìn)步，使電動(dòng)汽車的發(fā)展停頓了近一個(gè)世紀(jì)。市場需要安全的產(chǎn)品，技術(shù)帶來產(chǎn)品的革命，電池技術(shù)的發(fā)展會讓出行更安全。
 
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