1.電解液阻燃劑?電解液阻燃劑是一種十分有效的減少電池?zé)崾Э匚ｋU(xiǎn)的方法，然而這些阻燃劑往往會(huì)對(duì)鋰離子電池的電化學(xué)機(jī)能產(chǎn)生重大的影響，因此難以在實(shí)際中利用。為理解決這一問題，美國加州大學(xué)圣迭戈分校的Yu Qiao團(tuán)隊(duì)【1】采取膠囊封裝的方法將阻燃劑DBA（二芐胺）貯存在微型膠囊的內(nèi)部，疏散在電解液中，在平時(shí)不會(huì)對(duì)鋰離子電池的電機(jī)能產(chǎn)生影響，然而當(dāng)電池受到擠壓等外力破壞時(shí)，這些膠囊中的阻燃劑就會(huì)開釋出來，對(duì)電池進(jìn)行 ;毒化 ;引起電池生效，從而避免熱失控的產(chǎn)生。2018年Yu Qiao團(tuán)隊(duì)【2】再次利用了上述技巧，采取了乙二醇跟乙二胺作為阻燃劑，封裝后裝入鋰離子電池內(nèi)部使得鋰離子電池在針刺實(shí)驗(yàn)中溫度降落了70%，明顯降落了鋰離子電池?zé)崾Э氐奈ｋU(xiǎn)。??上面提到的方法都是自毀式的，也就是說該阻燃劑一旦產(chǎn)生作用，全部鋰離子電池就要報(bào)廢了，而日本東京大學(xué)的Atsuo Yamada團(tuán)隊(duì)【3】開發(fā)了一種不會(huì)影響鋰離子電池機(jī)能的阻燃電解液，該電解液采取了高濃度的NaN(SO2F)2(NaFSA) or LiN(SO2F)2(LiFSA)作為鋰鹽，同時(shí)向其中增加了常見的阻燃劑磷酸三甲酯TMP，明顯進(jìn)步了鋰離子電池的熱牢固性，更厲害的是阻燃劑的增加并錯(cuò)誤鋰離子電池輪回機(jī)能產(chǎn)生影響，采取該電解液的電池可能牢固輪回1000次以上（C/5輪回1200次，容量堅(jiān)持率95%）。??通過增加劑使得鋰離子電池存在阻燃特點(diǎn)是避免鋰離子電池產(chǎn)生熱失控的其中一種途徑，也有人另辟蹊徑，試圖從本源上避免外力導(dǎo)致的鋰離子電池內(nèi)短路的產(chǎn)生，從而達(dá)到釜底抽薪的目標(biāo)，杜絕熱失控的產(chǎn)生。針對(duì)能源電池在利用中可能面臨暴力沖擊的情況，美國橡樹嶺國度實(shí)驗(yàn)室的Gabriel M. Veith設(shè)計(jì)了一種存在剪切增稠特點(diǎn)的電解液【4】，該電解液利用了非牛頓流體的特點(diǎn)，在畸形狀況下，電解液顯現(xiàn)的是液體狀況，然而在遭受忽然的沖擊時(shí)則會(huì)顯現(xiàn)固體狀況，變得異樣堅(jiān)固，甚至可能達(dá)到防彈的后果，從本源上避免了在能源電池產(chǎn)生碰撞時(shí)電池內(nèi)短路導(dǎo)致熱失控的危險(xiǎn)。??2.電池結(jié)構(gòu)?接下咱們來從電池單體層面上看看如何給熱失控踩下剎車，目前鋰離子電池在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中都對(duì)熱失控的問題進(jìn)行了考慮，例如在18650電池的上蓋中個(gè)別都會(huì)有泄壓閥，在熱失控時(shí)可能及時(shí)將電池內(nèi)部過高的壓力進(jìn)行開釋，其次電池上蓋中會(huì)有正溫度系數(shù)資料PTC，在熱失控溫度回升時(shí)PTC資料的電阻明顯增大，以減少電流減少產(chǎn)熱。此外，在單體電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)還須要考慮正負(fù)之間的防短路設(shè)計(jì)，避免因?yàn)檎`操作、金屬多余物等因素導(dǎo)致電池產(chǎn)生外短路，引起保險(xiǎn)事變。?其次在電芯設(shè)計(jì)時(shí)，須要采取更加保險(xiǎn)的隔閡，例如在高溫下主動(dòng)閉孔的三層復(fù)合隔閡，然而近年來隨著電池能量密度的一直晉升、隔閡薄型化的趨勢(shì)下三層復(fù)合隔閡已經(jīng)逐步被淘汰，取而代之的陶瓷涂層隔閡，陶瓷涂層可能對(duì)隔閡起到支撐作用，減少隔閡在高溫下的緊縮，進(jìn)步鋰離子電池的熱牢固性，減少鋰離子電池產(chǎn)生熱失控的危險(xiǎn)。?3.電池組熱保險(xiǎn)設(shè)計(jì)?能源電池在利用中往往都是由數(shù)十只、數(shù)百只甚至是數(shù)千只電池通過串并聯(lián)組成，例如特斯拉的Model S的電池組中就由多達(dá)7000只以上的18650組成，假如其中的一只電池產(chǎn)生熱失控，就可能會(huì)在電池組內(nèi)蔓延，引起重大的結(jié)果。例如，2013年1月產(chǎn)生在美國波士頓的一架日本航空公司的波音787客機(jī)鋰離子電池起火事件，依據(jù)美國國度運(yùn)輸保險(xiǎn)委員會(huì)的考察，就是因?yàn)殡姵亟M中的一只75Ah方形鋰離子電池產(chǎn)生熱失控后引發(fā)了相鄰的電池?zé)崾Э?，這次事件后波音公司請(qǐng)求在所有的電池組上都要增加避免熱失控?cái)U(kuò)散的辦法。?為了避免熱失控在鋰離子電池內(nèi)部蔓延，美國Allcell Technology公司開發(fā)了一款基于相變資料的鋰離子電池?zé)崾Э馗綦x資料PCC【5】。PCC資料填充在單體鋰離子電池之間，在鋰離子電池組畸形工作的情況下，電池組產(chǎn)生的熱量可能通過PCC資料疾速傳遞到電池組外，在鋰離子電池產(chǎn)生熱失控時(shí)，PCC資料可能通過其內(nèi)部的石蠟資料熔化接收大量的熱量，禁止電池溫度進(jìn)一步回升，從而避免熱失控在電池組內(nèi)部擴(kuò)散。在針刺實(shí)驗(yàn)中，一個(gè)由18650電池組成的4并10串的電池組，不利用PCC資料時(shí)，一只電池?zé)崾Э匾l(fā)了電池組中20只電池產(chǎn)生熱失控，而采取PCC資料的電池組中，一只電池?zé)崾Э夭⑽匆l(fā)其余電池組熱失控。??鋰離子電池?zé)崾Э厥窃蹅儾粯芬饪吹健⒘Ρ苊獾匿囯x子電池保險(xiǎn)事變，進(jìn)步鋰離子電池的保險(xiǎn)性、避免熱失控的產(chǎn)生須要從電池配方設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)跟電池組的熱治理設(shè)計(jì)上多管齊下，進(jìn)步鋰離子電池?zé)崂喂绦?，減少熱失控產(chǎn)生的可能性。?

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