本文目录一览:
- 1、3个月79起安全事故,如何解决锂电池车自燃问题?
- 2、三元锂电池是怎么起火的啊?
- 3、三元锂电可以在负二层车库充?
- 4、磷酸铁锂电池 VS 三元锂电池,谁才是锂电池王者?
- 5、栋察:三元锂电池被关“小黑屋” 特斯拉也得妥协?
- 6、锂电池会!爆炸吗?
3个月79起安全事故,如何解决锂电池车自燃问题?
79起安全事故中,65%的事故车辆为乘用车、28%的事故车辆为专用车、7%的事故车辆为客车。
为何锂电池汽车这么容易发生自燃现象?氢云链觉得主要由以下以下三类:
(1)机械电气问题,如碰撞、穿刺、浸水、引燃等。
碰撞会导致锂电池内部结构损坏或外壳破损,严重情况下会导致锂电池的电极暴露在空气中;穿刺会导致隔膜破损,导致内部短路;浸水后若水进入电池,会与锂发生剧烈的化学反应。
(2)电化学和产品质量问题,比如过充过放、过热、内部短路。
过充过放容易造成膨胀鼓包、电极析锂刺破隔膜等;过热可能由于热管理失效引起,短时间内电池释放大量热量导致热失控;内部短路则是由于内部结构破损引起。
(3)厂商和消费者的问题。
如厂商为了减少成本,降低生产安全要求,偷工减料,防护措施不到位,或是为了追求补贴,缩短电池产品测试验证时间,技术验证周期偏短导致了技术验证不足、工程解决方案不成熟。而消费者私自改装,使用和保养不当,也会增加电池着火风险。
该报告显示,在已查明着火原因的车辆中,58%的车辆起火源于电池问题,19%的车辆起火源于碰撞问题,还有部分车辆的起火原因源于浸水、零部件故障、使用问题等原因。
如何解决目前锂电池汽车的着火问题?
对于解决锂电池自燃问题,氢云链认为应该要从以下3个方面入手即:
(1)采用高安全性的固态电池技术
固态电池最大优点是电解质为固体,没有漏液、挥发、膨胀的风险,其高机械强度能够阻止锂枝晶穿透造成内部短路,并且可以将负极的锂与空气隔绝,可以大幅提高安全性能,从而解决锂电自燃问题。
(2)提高BMS,热管理系统水平
通过持续性提高BMS水平可以解决电池过充过放问题,改进热管理系统可以解决电池过热问题,从而解决锂电自燃问题。例如增加电池的监控传感器,空冷系统改为水冷等。
(3)加强产品监管和追责力度
加强电池产品、汽车产品出厂安全检测,提高事故追责力度可以大幅降低厂商生产方面的问题。尽可能杜绝锂电自燃问题。
三元锂电池是怎么起火的啊?
起火爆炸的基本上都是三元锂电池。
锂电池有很多优异的性能,体积小、重量轻、比能量高,近年来很受欢迎,所以用的很广,但是由于容易膨胀、发热、着火,也没少发生事故,正是由于有很多优点,用量广,才没少发生事故。
三元锂电池的特点:
采用镍钴锰三种过渡金属氧化物为正极材料的锂二次电池。它充分综合了钴酸锂良好的循环性能、镍酸锂的高比容量和锰酸锂的高安全性及低成本等特点,利用分子水平混合、掺杂、包覆和表面修饰等方法合成镍钴锰等多元素协同的复合嵌锂氧化物。
三元锂电可以在负二层车库充?
不可以。根据查询资料锂电池可以在地下室充电这样做极不安全 。里电池应在集中充电点进行充电 ,因为集中充电点设施齐全 ,安全可靠有保障 。另外 因为锂电池非常危险 ,其内部的电解液遇空气则燃烧 ,而且普通的二氧化碳和水也很难将其扑灭 。一旦电池发生意外起火 ,在地下室里很难施救 。
磷酸铁锂电池 VS 三元锂电池,谁才是锂电池王者?
在说这个话题之前,先问大家一个问题:
对于新能源 汽车 来说,你觉得最重要的是什么?
对,没错,就是电池。
我们可以做个这样的比喻:
汽车 也有"心脏",燃油车的心脏就是内燃机,而电动车的心脏就是电池。
"心脏"的好坏决定了车辆行驶的长短。
作为电动 汽车 界的领军者-特斯拉,在2020年1月份宣布中国版的Model 3系列将在下半年生产中,搭载中国企业宁德时代生产的磷酸铁锂电池。
看到这个消息,肯定有同学会疑问了:
宁德时代是什么样的公司?它的技术有多厉害,能被特斯拉采用?
今天咱们就来说说这个。
宁德时代是由被称为“中国电池大王”的曾毓群在2011年成立的公司。
成立6年,就晋升为动力电池行业龙头,2017年销量全球第一,2018年更是迅速登陆A股创业板,目前市值大约是4600亿人民币。
到今天为止,中美欧以及日韩地区的主流车企几乎都成了宁德时代的客户,其中包括特斯拉、宝马、大众、丰田、现代、上汽、蔚来等品牌。
能做成这么大的成就,必定有两把刷子的。
宁德时代的"武器"有两把,除了常见的“磷酸铁锂”电池之外,还拥有一个领先全行业的秘密武器—三元锂电池。
那这两种电池有啥区别呢?
首先咱们先来了解锂电池。
锂电池主要分为软包形、圆柱形、方壳形。
虽然它们的形状不一样,但是工作原理都是一样的。
锂离子电池是以碳材料为负极,通常是石墨;以含锂的化合物作正极,没有金属锂存在,只有锂离子,它工作原理主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。
具体来说是这样的:
当对电池进行充电时,电池的正极上有锂离子生成,生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构,它有很多微孔,达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。
同样,当对电池进行放电时,也就是我们使用电池的过程。嵌在负极碳层中的锂离子脱出,又运动回正极。回正极的锂离子越多,放电容量越高。
但是之前我们总看到这样的消息,说某品牌手机锂电池会爆炸。
这是因为什么原因呢?
我们知道电池中的锂金属化学性质十分活跃,是易燃物质。
一旦和空气接触,就会跟空气中的水发生猛烈的化学反应,瞬间产生大量的氢气,并释放出热能,极易引起燃烧和爆炸。
用高中化学的知识就是这样的一个方程式:
2Li+2H2O=2LiOH+H2
而现在锂电池中的锂,经过处理后会降低活性。在锂电池正负极之间,还有一层金属薄膜,可以防止电池内部短路。
再加上我们使用的电池都是密封的,锂离子根本没有机会和空气直接接触,从而有效的保证了电池的安全。
那什么是磷酸铁锂电池,什么又是三元锂电池?
其实它们都只是正极材料不同而已。因为不同类型的锂电池负极都是石墨,正极材料不同。所以用正极材料来区分不同类型的锂电池。
也就是说:
磷酸铁锂电池就是用磷酸铁锂做正极,三元锂电池也叫三元聚合物锂电池,主要是由镍钴铝或者是镍钴锰 做正极。
那么这两种电池有什么区别呢?
简单来说磷酸铁锂电池,它主要的优点是安全性高,循环寿命更长,理论寿命可以达到7到8年。但是缺点就是能量密度低,意味着续航能力差。
反观三元锂电池这边呢,它的主要优点是储能密度更高,意味着续航能力高。但是缺点就是安全性差,寿命差,并且元素是有毒的。
三元锂电池它的三种正极材料都是夹在一起的。
但是由于钴离子的半径比较大,所以它们搭在一起的时候会留出一个固定的空隙,给那些锂离子自由出入,因此钴酸锂相对来说比较稳定。
而镍离子的半径要小过锂离子,所以镍酸锂能量密度会更大,而又由于其太密实了,就容易出现阳离子混排的现象。
所以三元锂电池镍成分不可以太高。
这时就需要添加钴来增加电池的稳定性,但是钴却是比较贵的金属,全球的储备量有限。为了降低成本,就用锰和铝元素来作为支撑材料,同时也就只能降低钴含量。
但是没有钴的话稳定性会比较差。
在2020年又出现了宁德时代的无钴电池,要说明的是这并不是真正的"无钴电池"。它其实就是采用CTP技术设计的磷酸铁锂电池。
CTP技术就是把电芯放入设计好的电池包内,然后按照最佳的排列组合方式,组装成高效的锂电池。
这样优化的结果是,体积利用率可以提高15%-20%,能量密度可以提升10%-15%。零部件数量可以减少40%,生产效率可以提升50%,投入应用后会大幅降低动力电池的制造成本。
作为宁德时代的竞争对手比亚迪公司在2020年3月发布了一款刀片电池。
它的本质还是磷酸铁锂电池,只不过是电池结构设计上有所创新。它其实就是直接把电芯宽度无限拉长,厚度做薄,做成90厘米甚至快1米的超长电芯,也就是又扁又长,像刀片一样。
这样改造的结果就是体积能量密度提升明显,较原有电池系统可提升30%以上。并且节省物料、人工费用等,成本有望降低30%,并且刀片电池更薄,因而散热效果更好。
不管是宁德时代的CTP技术,还是比亚迪的刀片电池,最终都提高了磷酸铁锂电池的能量密度,目的是让其能达到三元锂电池的水平。
同时改造后的磷酸铁锂的电池,都能达到400公里以上的续航里程需求。而整个电池生产的其他材料无需改变,并且生产线变动也不大,也就是很快能量产。
简单来说,这两种技术都是通过提升生产效率来降低电池的成本。
如今新能源 汽车 和充电装置已经被列入了国家的“新基建”计划,毫无疑问,它将会迎来一个巨大、更加富有挑战性的市场。
汽车 产业一直都是世界上最大的产业之一,面对新能源革命。
新能源 汽车 大概率将会在未来成为事关国计民生的重要支柱产业,而动力电池恰恰就是新能源 汽车 的生命源泉所在。
在三元锂电池领域宁德时代已经是老大了。
随着CTP技术的无钴电池的出现,宁德时代将磷酸铁锂电池的成本降低到了600元以内,而三元锂的成本还维持在1000元左右。
正是由于宁德时代磷酸铁锂电池成本的大幅降低,也吸引了迫切想要提升销量的特斯拉,两者一拍即合。为新车装上了磷酸铁锂电池,这样一来,特斯拉的新车的价格有望进一步下降。
最终受益的还是咱们老百姓。
栋察:三元锂电池被关“小黑屋” 特斯拉也得妥协?
5月12日,工业和信息化部(以下简称工信部)针对电动汽车连下三道强制性国家标准,将电动汽车的安全性做出强制性提升要求。新的国家标准预计将于2021年1月1日起开始实施。
其中,《电动汽车用动力蓄电池安全要求》在优化电池单体、模组安全要求的同时,重点强化了电池系统热安全、机械安全、电气安全以及功能安全要求,试验项目涵盖系统热扩散、外部火烧、机械冲击、模拟碰撞、湿热循环、振动泡水、外部短路、过温过充等。特别是标准增加了电池系统热扩散试验,要求电池单体发生热失控后,电池系统在5分钟内不起火不爆炸,为乘员预留安全逃生时间。
中国新能源汽车产业的快速发展,大幅提升了电池安全在整车安全中的影响因素。自从去年大篇幅的电动汽车自燃讯息爆出后,电池安全也成为了新能源汽车产业所不可忽视的重中之重。
然而,2019年的多起蔚来自燃事故与特斯拉自燃事故,引发了众多消费者的恐慌,却并没有引起汽车厂商们的足够重视。在日益苛刻的新能源补贴规定的促进下,车企们为了市场售价与营销噱头,纷纷继续加大在三元锂电池能量密度等方面的投入。如此激进做法的背后,自然伴随着众多安全隐患,今年年初,尽管受疫情影响,消费者出行热情有所下降,但电动车们依旧没能躲过“灵异”的自燃现象。5月刚过,一台理想ONE与Aion S的自燃信息,再次让公众视野聚焦纯电动车安全。
图片来源:工信部
尽管纯电动车自燃的原因多种多样,但抛去无故自燃和外力碰撞等因素,大部分纯电动车的自燃的源头都指向了整车中的重要部件——动力电池。
在大多数纯电动车自燃事件的结果分析中,动力电池的热失控,导致内部电极与外界空气接触,进一步导致高温出现从而引起自燃,占据了绝大部分事故的主因。此外,还有因为散热性能不达标,内部电路进水引发短路,或电池外壳损坏,导致电解液泄露从而自燃。
比亚迪针刺实验
而工信部对于动力电池的全新规定,正是考虑到在动力电池产生热失控等可能发生自燃的前提下,保障消费者必要撤离时间的硬性要求。热失控后5分钟内不起火不爆炸,从人员撤离的角度来说,这个时间依旧很紧张。但是对于已经泛用三元锂电池作为电芯主材料的汽车厂商和材料商而言,5分钟时间却几乎意味着“三元锂电池”时代的终结。
图片来源:EVTank
按照过往的自燃案例来看,特斯拉所采用的松下供应三元锂电池,从热失控报警到起火,只需短短5秒钟。近日一台自燃的东风郑州日产帅客EV,这一全套过程也仅用了30秒时间。根据此前比亚迪推出刀片电池时的针刺试验来看,三元锂电池在形成内部短路时,温度会迅速升高,正极材料高速分解的游离氧会进一步增加各种化学反应的热量产生,同时伴随电池内部压力的上升,最终产生燃烧甚至爆炸,而这一整个流程往往发生在一瞬间。所以就三元锂而言,就连那台帅客EV的30秒,也已经是难得一遇,更别说是坚持上5分钟了。
5月8日广东省东莞市自然的帅客EV
那么是不是现阶段的三元锂电池车主就只能听天由命了呢,实则不然。从“规定”的附录来看,三元锂电池在引起热扩散之前,需要提前5分钟给到车内乘客预警信号,这则附录变相承认了三元锂电池的热失控是难以控制和补救的。但正如我们在前文中所提到,由于纯电动车的大部分自燃事故并非刺穿短路所致,所以碰撞致使的电池变形以及过充导致的温度过高等问题,才是车企与电池厂商真正需要提防预警的问题。而这一弊端,可以通过加强电池组结构以及优化电池的热管理系统来提升安全性。三元锂电池厂商在近半年时间需要做的是,尽快找到热失控下,威胁到驾驶舱安全的时间点,并针对这个扩散时间尽早对车内乘客做出预警。
比亚迪刀片电
当然,也有消费者会心有余悸,既然纯电动车需要承担如此高的自燃风险,那么热失控就这的无法避免了吗。也许在短期内,三元锂电池是做不到,但是如果将材料换成磷酸铁锂电池,这个问题或许能够得到进一步解决。更加优秀的热稳定性,令磷酸铁锂电池再次回归主流视野。比亚迪作为磷酸铁锂电池研发的领跑者,在前不久推出的刀片电池,便将安全性能提升至了首位。
不难预见,随着未来比亚迪刀片电池的上市,再加上特斯拉刚刚官宣的未来会采用磷酸铁锂电池信息,短期内,国家政策由过去单纯追求续航里程转向电池安全的大趋势几乎已成必然。“成也政策、败也政策”,当年比亚迪因为续航而不得不在旗舰产品上采用的“三元锂电池”,在日益清晰的安全标准下,也即将告别主流舞台。
长城蜂巢无钴电芯
与此同时,针对三元锂中不稳定因素“钴”元素的剔除,也在各车企中有条不紊的进行。今年3月,特斯拉与宁德时代宣布将携手研发无钴电池,并于近日表示年底即将有可实装的产品出现,而长城旗下的动力电池公司蜂巢也发布无钴电池。更有甚者,广汽在前日宣布石墨烯电池已经排上日程,未来动力电池的形态究竟由会朝向哪个方向发展,现在下定结论还为时尚早。但可以确定的是,随着安全性能需求的大幅提升,当下三元锂电池近73%市占率的独霸局面将被逐步打破。
除了在电池本身性能上的提升,不少还在充电服务方面下了一番功夫。如比亚迪唐、荣威eRX5等车型,均提供有预约充电功能,不仅能够帮助用户使用半价的夜间充电,也能够在一定程度上防止过充状况的出现。
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锂电池会!爆炸吗?
锂电池不安全。
锂电池也会有爆炸的几率,但是几率不会那么高,也可以说是所有的电池都不安全,存在风险,而且根据资料显示,锂电池虽然爆炸几率很小,但是锂电池自燃的风险比较高。 事实上,优秀正规的高品质锂电池品牌,在锂电池生产的每一个环节都做足了功课,从电芯、外部结构、整个电池包、以及到整车体系,都拥有一套缜密安全的设计系统,厂家在产品出厂前就已经将风险降至最低,杜绝任何安全隐患的发生。