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解决动力锂电池热失控的主要方法

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   针对锂离子电池热失控的情况,目前国内主流的解决方法主要从外部保护和内部改进两个方面进行改进。外部保护主要是指系统方面的升级改进,内部改进是指针对电池本身进行提高。
 
(1)冷却方式的提升
   热管理系统主要负责控制温度,确保电池一直处在一个合理的运行温度下。通常,热管理系统由整车控制器控制,在电池包温度异常时,通过空调系统进行及时散热或者加热,保证电池安全以及寿命。电池的散热方式根据导热方式和介质的不同而分为四项:空气冷却(风冷)、液体冷却(水冷)、相变材料(固体)、和结合冷却(风冷/水冷 + 固体冷却)几种。
 
(2)内部材料及结构的改进
   内部改进即从电芯内部的材料结构上进行改造,从而使电池具备更好的耐热、散热性能。以目前的研究热点来说,发展固态电解液;对正负极进行结构改造;以及引入安全性更高的隔膜材料都是从内部提升电池热性能的主流方法之一。

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动力锂电池热失控的原因

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 (1)机械滥用
  主要发生在汽车碰撞时,由于外力的作用,锂电池单体、电池组发生变形,自身不同部位发生相对位移,导致电池隔膜被撕裂并发生内部短路; 易燃电解质泄漏最终引发起火。在机械滥用中,穿刺伤害最为严重,它可能会导体插入电池本体,造成正负极直接短路。相比之下,碰撞、挤压等,只是概率性的发生内短路,穿刺过程热量的生成更加剧烈,引发热失控的概率更高。
 
 (2)电滥用
  电滥用主要是对电池的使用不当造成的,有外部短路、过度充电和过度放电几种类型。其中,过渡放电导致的危害最小,但是由于过放造成的铜枝晶的增长会降低电池的安全性从而增加热失控的几率。外部短路是在两个存在压差的导体在电芯外部接通导致的结果,当外部短路发生时,电池产生的热量无法很好的散去时,电池温度也会随之上升,高温触发热失控。
过度充电是电滥用中危害最高的一种。由于过量的锂嵌入,锂枝晶在阳极表面生长。其次,锂的过度脱嵌导致阴极结构因发热和氧释放而崩溃(NCA阴极的氧释放)。氧气的释放加速了电解质的分解,产生大量气体。由于内部压力的增加,排气阀打开,电池开始排气。电芯中的活性物质与空气接触以后,发生剧烈反应,放出大量的热,从而引发电池包的燃烧起火。
 
 (3)热滥用
  热滥用主要指在电池中的局部过热,很少独立存在,往往是通过机械滥用和电气滥用发展而来,并且是最终直接触发热失控等事故的一种情况。热滥用一般多为外部环境高或者在温度控制系统不起作用下导致的电池热量过高从而造成的短路,从而引发热失控。从原因上说,热滥用的原因是最为复杂的,电池包的碰撞、损坏,电池内部的结构、性能或是其他热管理系统、空调系统的失灵都可能导致热滥用的发生。
 
 (4)内部短路
  内部短路是由电池的正负极直接接触,当然接触的程度不同,引发的后续反应也差别很大,通常由机械和热量滥用引起的大规模内部短路将直接导致热滥用。引发内部短路原因同样复杂,比如锂离子电池过度充电,枝晶积累到一定程度导致刺穿电池隔膜,从而发生内部短路 或是碰撞、穿刺伤害之后直接导致正负极接触而导致热失控。与外部因素产生的内部短路相比,源于电池制造过程中自发的缺陷而引起的内部短路,程度比较轻微,先天内部短路产生的热量很少,并不会立即触发热失控。而且这种内在缺陷会经过一段时间才会演化为程度较轻的内短路。
 
动力锂电池
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科学家将开发大规模储能锂电池技术

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   新华社伦敦9月26日电(记者张家伟)随着电动车和新能源储能需求上升,业界期待更好的电池技术,其中液流电池在大规模储能系统方 面具有很好前景。英国帝国理工学院26日表示,该校学者已获得欧盟资金资助,开发新一代液流电池技术。
   帝国理工学院宋启磊博士获得了欧洲研究理事会科研启动基金总值150万欧元(约合160万美元)的项目资助。他的团队将与爱丁堡大学、剑桥大学以及欧洲和中国的机构合作开发这种电池技术。
   当前,比较常见的液流电池是全钒液流电池,这种电池采用的是商业化的离子交换膜和钒材料,但活性材料和隔膜的成本都很高,限制了液流电池的大规模使用。宋启磊在帝国理工学院的实验室中向记者展示了液流电池的关键组成部分——隔膜。这种材料的性能显著制约着液流电池性能和生产成本等因素。
   他说:“我们希望开发新型纳米多孔隔膜材料和低成本的电解质材料,通过分子设计从根本上提高膜的离子传导能力和选择性,结合纳米加工技术制备纳米膜,集成新型的电解质材料,有望开发下一代新型、廉价、环保、高能量密度的液流电池技术。”
   据团队介绍,新型膜材料技术不但可用于电池,未来在污水处理、气体净化等能源与环保领域也会有很好的应用前景。
储能锂电池组的发展历史及其在数据中心的地位

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 当今IT行业的发展可谓日新月异,但储能电池却成了所有IT设备发展的一个主要瓶颈,因为很久以来电池的能量密度很难像芯片的摩尔定律一样定期升级翻倍。在数据中心,我们采用大量的铅酸免维护电池作为UPS备用储能,作为数据中心供电的最后一道防线,所有的负载安危都寄托在电池的可靠性上,但实际应用中我们发现30%以上的数据中心负载掉电是由于电池失效引起的。

 自从1859年法国人普兰特发明铅酸电池以来,铅酸电池技术发展非常缓慢,基本上没有大的突破。对于所有数据中心管理人员来说,铅酸电池始终是一个令人头疼却又不得不面对的事实。它对应用场景的要求很苛刻:环境温度既不能过低也不能过高;电池既怕经常放电又怕总不放电;使用时既不能快速充电还不能快速放电;需要独立的电池房间以避免酸雾侵蚀其它设备,电池占地空间巨大,楼板承重要求极高。

 随着市电供电环境的日趋改善,以及数据中心供电系统的高度冗余化设计,UPS配套蓄电池很少有真正发挥放电作用的时候。但却依然需要服务工程师定期维护和充放电以激活其性能。为了能够了解蓄电池这个“黑盒子”的真实性能,有些客户还专门配置了在线监测装置,以便实时了解每一只蓄电池的状态。所有这些措施都是为了让蓄电池在关键时刻能发挥作用,但是我们为此付出的代价似乎太大了。

 最近10年,以锂电池组为代表的新型储能电池已经在消费电子领域占据90%以上市场。而伴随着电动汽车行业的高速发展,今天的锂电池成本已经比5年前下降了70%。另一方面,自2016年以来席卷中国的环保风暴,已经使全国近80%的中小规模铅酸蓄电池工厂关闭,铅价成本的逐年上涨也使得铅酸电池成品价格水涨船高。这种此消彼长的趋势已经逼迫大多数铅酸电池工厂部分转型生产锂电池,因为这场储能技术的革命给整个铅酸电池行业带来的压力是致命的,不转型就会被淘汰。

储能锂电池

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动力型锂电池与普通锂电池的差别

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  1、功率上的区别 

  动力型锂电池与普通电池最大的差别,在于其放电功率大,比能量高。由于动力型电池主要用途为车用能源供给,所以相较于普通电池要有更高的放电功率。

  2、外形上的区别  

  动力电池:电池极片款而厚、隔膜也厚,可以承受12C-50C的放电倍率,但是容量小。普通电池:就是所谓的容量型电池,隔膜小不能一般最大只能承受2.5C放电

 3、电压上的区别 

 一般动力电池的工作电压比普通锂电池电压要低一些。普通锂电池充电电压最高是4.2V,动力锂电池最高充电电压是3.65V左右。普通锂电池标称电压是3.7V,动力锂电池标称电压是3.2V。

 4、性质不同   

 动力锂电池是指为交通运输工具提供动力的电池,一般是相对于为便携式电子设备提供能量的小型电池而言;而普通锂电池是一种以锂金属或锂合金为负极材料,使用非水电解质溶液的一次电池,与可充电电池锂离子电池跟锂离子聚合物电池是不一样的

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

动力锂电池的电芯种类有哪些

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        目前市面上主要有3种类型的移动电源电芯:18650电芯、聚合物电芯、磷酸铁锂电芯。消费者选购最好优选聚合物锂电池较好,其次是18650电芯,磷酸铁锂电芯的技术与前两者相比并不成熟,而且体积大,价格高的致命缺点导致了无法在移动电源中规模化。本文为大家介绍前两种电芯。 18650电芯 18650型锂电池指电池的直径为18mm,长度为65mm,0表示圆柱体型的电池。18650电芯的技术比较成熟,电池结构稳定、比容量高、综合性能突出,而且因为体积小巧可以在很多范围内使用。缺点是其安全性比聚合物锂电池差,电芯的循环次数较低,大约只有300次左右。聚合物电芯聚合物电芯与传统锂离子电池的区别在于生产工艺。锂电池是缠绕而成,体积较软。聚合物是叠加而成,体形较硬。相同体积的聚合物和锂电池,聚合物的容量更大,约高出30%以上。并且更安全,爆炸风险小。使用寿命长。充放电达到了500次以上。缺点是成本高,相同容量的聚合物电芯比18650锂离子电芯至少贵出100%。

 
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户外便携式储能锂电池你知道有哪些优点吗

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   锂电池可以用在充电时,避免过度放电,当电池电量较低时,应进行充电,否则会影响锂电池的使用寿命;避免充电过度,充电器满电时应拔掉插头,长期充电,深夜电网电压升高高,有发生事故的风险。同时,生产的锂电池应尽量存放在阴凉干燥的地方,避免阳光直射。如果长时间不使用,也应定期充电。水也可以用来运船。锂电池既方便又高效,但也很危险。消费者应注意锂电池的安全使用。

  锂电池便携式UPS储能电源供应范围:防洪、电力应急抢修、应急指挥车、移动通信车、户外施工、野外勘探、自然灾害现场救援、应急储备、医疗设备等大型施工作业、事故现场移动照明应急抢修、救灾等灾害。锂电池与镍氢电池相比,由于其能量密度高、电压高、无污染、无金属锂、循环寿命长、无记忆效应、充电速度快等优点,已被广泛应用于生活的各个方面。由于锂电池生产缺乏统一的标准,市场上各种劣质产品的质量参差不齐,导致劣质锂电池引发的安全事故频发。锂电池的安全性已经引起了社会的极大关注。

  在中国越来越多的自动驾驶爱好者、户外旅行团队和个人玩家增加了对锂离子电池便携式UPS储能电源的需求。产品功能多样,为用户提供电源、照明等。用于丰富户外生活,在防震减灾中,它可以应对停电、照明、SOS救援等需求,这在地震、飓风等恶劣自然灾害中尤为重要。在汽车得到广泛应用的同时,对汽车应急电源的需求也在不断增加。众所周知,汽车应急电源中最重要的部分是锂离子电池。因此,在使用汽车应急电源时,应提高安全意识,使用正规厂家生产的产品。

便携式UPS锂电池储能电源医疗设备在诞生之初对体积有严格的要求,要求设备内部元件尽可能的小和实用。便携式锂电池对医疗电子产品的设计提出了低功耗、小型化、易用性的要求。医用专用电源大大减小了变压器的体积,效率得到了很大的提高,这对于的便携式锂电池医疗设备电池寿命的提高无疑是至关重要的。便携式UPS锂电池电源已开始在便携式医疗设备产品中使用,市场占有率非常大。

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储能锂电池新国标,你知道吗

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  仔细研读锂电池新国标,政府将严格控制新上单纯扩大产能、技术水平低的锂离子电池(含配套)项目,同时必须具备生产资质,工艺、装备及相关配套设施也要达到以下要求:

  1、应具有电池正负极材料中磁性异物及锌、铜等金属杂质的检测能力,检测精度不低于10ppb;

  2、应具有电极涂覆后均匀性的监测能力,电极涂敷厚度和长度的测量精度分别不低于2μm和1mm,鼓励使用涂覆面密度在线监测设备;

  3、应具有电极剪切后产生毛刺的监测能力,测量精度不 低于1μm

  4、应具有电极烘干工艺技术,含水量控制精度不低于 10ppm

  5、应具有电极卷绕或叠片的自动化生产能力,电极对齐度的控制精度不低于0.1mm

  6、应具有注液过程中温湿度和洁净度等环境条件控制能力;

  7.应具有电池装配后的内部短路高压测试(HI-POT在线检测能力;

  8、对于由多个单体电池或模组串并联组成的电池组,应具有单体电池开路电压、内阻等一致性评估能力,测量精度 分别不低于1mV和1mΩ

  9、应具有电池组保护板功能在线检测能力。

  由于新国标的实施,加速了锂电池普及化,但是目前除了部分企业外,大多数锂电池厂都在拼规模效应。大家都知道,锂电池与铅酸电池制造完全不同的是:锂电池(从正极材料到电芯、到PACK)必须要有更多的资金、技术的投入,完全是技术、研发、资金和管理密集型产业。

据了解,目前国内生产正极材料到电芯,然后PACK的产业链生产型企业,只占到整个锂电池制造企业的20%左右,也意味着80%的品牌在锂电池新国标之后,有可能受到重大影响。 

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哪种电动车锂电池适合电动车

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      目前,市场上电动车锂电池主要有三种:三元锂、磷酸铁锂、锰酸锂,究竟哪种电动车锂电池更适合电动车使用,我们从几个方面对比一下:
1、能量密度 
      三元锂材料能量密度较高,一般都能达到180Wh/kg以上,磷酸铁锂与锰酸锂的能量密度在140-160Wh/kg左右。
2、循环寿命 
      三元锂材料理论循环使用寿命大概为1000次,磷酸铁锂为2000次;锰酸锂较差一些。
3、安全稳定性能 
      三元锂材料在200℃左右发生分解,化学反应更加剧烈,释放氧分子,在高温作用下电解液迅速燃烧,发生连锁反应;磷酸铁锂一般在700-800℃时发生分解,耐高温性强,相对安全。当然这是针对三元锂材料与磷酸铁锂材料而言,真正的成品电池,还需要考虑多种因素。
电动车锂电池电动车
               电动车锂电池电动车
4、价格对比 
      锰酸锂材料最低,每吨5-6万元,磷酸铁锂每吨8-10万元,价格适中,三元锂每吨16-20万元,价格最高。
从以上几方面对比及目前市场来看,三元电动车锂电池适用于续航里程要求更高的电动汽车,磷酸铁电动车锂电池凭借其安全稳定的性能以及更长的使用寿命将在电动自行车行业广泛应用。
AGV小车锂电池因何取胜

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   锂电池作为AGV小车的动力来源,其性能优劣直接影响AGV的工作效率和使用寿命。所以,选好AGV小车电池至关重要。

   AGV小车锂电池由于能量密度高,跟传统电池相比,锂电池体积和自重都比较小,容量高,输出电压高,同时具备良好的充放电循环功能,且使用更加安全、环保,非常符合AGV小车的使用要求。

AGV小车

AGV小车

    AGV小车锂电池组配备了BMS(电池管理系统),不仅能够准确计算锂电池组的剩余电量,并随时显示。 还能保证其维持在合理的范围内,防止由于过充电或过放电对锂电池造成损伤,使保定AGV小车锂电池综合性能提升了80%以上,目前很多保定AGV小车锂电池并没有BMS,无法计算锂电池剩余电量,只能固定跑一圈或者跑多少米就去充电,降低了工作效率。有了BMS之后,AGV小车就能随时掌握剩余电量及时充电。

    AGV小车要实现真正的智能化、自动化一定要搭配智能锂电池,保定AGV小车锂电池将以其卓越的性能为新时代物联网社会的建设提供智慧可靠的动力支持。

 

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