在新能源轎車范疇，鋰電池動(dòng)力電池因?yàn)榫邆湎鄬?duì)較高的能量密度、輸出功率等特色得到越來越廣泛的運(yùn)用。但鋰離子動(dòng)力電池的功能及壽命會(huì)跟著不斷地運(yùn)用而衰減，更重要的是在不同的運(yùn)用環(huán)境下會(huì)有不同的狀況。比如在寒冷低溫下簡(jiǎn)單呈現(xiàn)比容量低、衰減嚴(yán)峻等現(xiàn)象，高溫下存在熱失控導(dǎo)致自燃自爆的隱患。

這些潛在的安全隱患形成新能源轎車顧客的信心缺乏。因而對(duì)鋰離子動(dòng)力電池安全性進(jìn)行重視并進(jìn)行研究改善是非常必要的，有助于降低電池的安全隱患和發(fā)作事故的頻率，減少或防止動(dòng)力電池呈現(xiàn)安全問題時(shí)形成的危害。

簡(jiǎn)單來說，鋰離子動(dòng)力電池首要由正極、負(fù)極、隔閡、電解液、電池外殼等構(gòu)成。若按正極資料來分，首要分為鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰以及鎳鈷錳酸鋰三元資料等。按電芯的結(jié)構(gòu)形狀來分，首要分為圓柱和方形以及軟包這三種。

不同資料挑選和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的電池優(yōu)缺點(diǎn)都非常明顯，因而鋰離子動(dòng)力電池安全與電池資料性質(zhì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有密切的聯(lián)系，別的與電池制備技能和運(yùn)用環(huán)境緊密相關(guān)。從鋰離子動(dòng)力電池的出產(chǎn)到最后的運(yùn)用來看，影響鋰離子動(dòng)力電池安全性的要素貫穿在電芯的資料挑選和設(shè)計(jì)出產(chǎn)、模組的集成和運(yùn)用環(huán)境整個(gè)過程中。

（1）電芯資料挑選和評(píng)價(jià)

電芯的性質(zhì)和安全在很大程度上由電芯資料的選用決議，如果在選用電芯資料時(shí)沒有對(duì)原資料進(jìn)行深化的評(píng)價(jià)，必然會(huì)在第一階段就形成電芯安全性的缺乏。

電池的比容量和比能量首要由正極資料決議，更重要的是其安全性受正極資料的本征電極電勢(shì)影響，比如磷酸鐵鋰和三元的安全性差異。因而需求經(jīng)過對(duì)電芯資料品種進(jìn)行挑選和元素?fù)诫s來改善，盡量挑選電位和電解液電化學(xué)窗口相匹配的、反響放熱較少的資料，用以進(jìn)步電芯安全性。

負(fù)極活性資料對(duì)安全功能的影響首要來自于鋰枝晶的生長(zhǎng)和電解液的反響。在快充的過程中，一旦鋰離子經(jīng)過SEI膜的速度比鋰沉積在負(fù)極上的速度慢，鋰的枝晶會(huì)跟著充放電循環(huán)而不斷生長(zhǎng)，或許導(dǎo)致內(nèi)部短路而形成電解質(zhì)發(fā)作反響以致熱失控。因而經(jīng)過改善SEI膜的熱穩(wěn)定功能夠進(jìn)步電芯的安全性。

電解液通常運(yùn)用的溶劑為有機(jī)碳酸酯類化合物，它們化學(xué)功能生動(dòng)且極易焚燒。正極資料處于充電態(tài)時(shí)為強(qiáng)氧化性，而處于強(qiáng)氧化性狀況下的正極資料穩(wěn)定性一般較差，很簡(jiǎn)單釋放出氧氣，而碳酸酯極易與氧氣反響，放出很多的熱和氣體。一旦呈現(xiàn)熱失控后發(fā)作熱量會(huì)進(jìn)一步加快正極的分解，發(fā)作更多的氧氣，促進(jìn)更多放熱反響的進(jìn)行。

電池隔閡

隔閡的首要作用是將電池的正、負(fù)極分離隔，起到封閉和阻斷通道的功用，能夠讓鋰離子自由經(jīng)過，而電子不能經(jīng)過。一旦隔閡呈現(xiàn)破裂等狀況將會(huì)形成正負(fù)極觸摸短路導(dǎo)致熱失控，因而對(duì)隔閡的機(jī)械強(qiáng)度、孔隙率、厚度均一性和耐溫提出了很高的要求。

（2）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和出產(chǎn)工藝

鋰離子動(dòng)力電池的安全性也與電池的結(jié)構(gòu)構(gòu)造有較大聯(lián)系，尤其電池容量和巨細(xì)對(duì)電池的安全性有重要影響。容量高的電池通常放熱量較大，而體積大的電池其散熱相對(duì)困難，熱量更簡(jiǎn)單被累積，然后呈現(xiàn)熱失控的概率更大。

為確保鋰離子電池在運(yùn)用過程中不呈現(xiàn)問題，都會(huì)在鋰電池電池殼外表設(shè)置安全閥，以防內(nèi)部壓力過高。在電芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在很多引發(fā)內(nèi)短路的潛在風(fēng)險(xiǎn)部位，因而應(yīng)該在這些關(guān)鍵位置設(shè)置必要的措施或許絕緣，以防止在反常狀況下發(fā)作電池內(nèi)短路。

電芯出產(chǎn)制造工藝基本步驟分為混料、涂布、輥壓、裁片、卷繞或疊層、極耳焊接、注液、封口、化成、排氣、分容等，在每一個(gè)步驟都有或許因?yàn)椴僮鞴に嚥煌仔纬呻娦镜陌踩詥栴}。

在電芯原資料檢測(cè)階段，如果不嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)或出產(chǎn)時(shí)環(huán)境差，很簡(jiǎn)單導(dǎo)致電芯中混入雜質(zhì)，對(duì)電池的安全性有很大的影響。別的，電解液中如果混入了較多的水分，或許就會(huì)發(fā)作副反響而增大電池內(nèi)壓，對(duì)安全形成影響。在電芯的出產(chǎn)過程中，因?yàn)楣に囁降南拗剖沟秒姵貥O板厚度、微孔率、活性物質(zhì)的活化程度等存在細(xì)小不同。

這種電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)上的不一致性就會(huì)使同一批次出廠的同一型號(hào)電池的電壓、容量、內(nèi)阻等不或許完全一致。產(chǎn)品無法到達(dá)杰出的一致性，都或許會(huì)對(duì)電芯的安全性帶來晦氣的影響。

（3）外部環(huán)境和運(yùn)用條件

新能源轎車在運(yùn)用過程中的環(huán)境是不斷改變的，一旦發(fā)作碰撞，電池體系將承受巨大的沖擊載荷，并且或許遭到擠壓、穿刺等損壞，嚴(yán)峻的形成電池的焚燒、爆破等風(fēng)險(xiǎn)。別的一方面長(zhǎng)期在路面上顛簸，簡(jiǎn)單導(dǎo)致電池固定松動(dòng)，形成一些機(jī)械性的傷害和連接件的松動(dòng)導(dǎo)致的一些問題。

動(dòng)力電池運(yùn)用環(huán)境雜亂

電池箱外殼作為電池的第一防護(hù)層，防水等級(jí)需到達(dá)IP67。在不影響防水等級(jí)的基礎(chǔ)上一起有必要具備散熱體系，以確保密閉空間內(nèi)的溫度不至過高，有效地保護(hù)電池的安全和運(yùn)用壽命。其結(jié)構(gòu)有必要確保在大容量的容納空間基礎(chǔ)上滿意足夠的強(qiáng)度，以確保在非正常狀況下的碰撞下保護(hù)里邊的電池不受大力擠壓。

除了在電芯制造過程中注意和外部保護(hù)條件之外，對(duì)BMS的辦理功用相同提出很高的要求。BMS首要檢測(cè)電池的狀況以及電池組中各單體電池的狀況，并依據(jù)電池（組）的狀況對(duì)電池（組）進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟倏貞?zhàn)略調(diào)整，能夠接受上層操控模塊的操控信息并做出必要的響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)力電池（組）的充放電辦理以確保動(dòng)力電池體系安全穩(wěn)定地運(yùn)行。因而功用全面的BMS能夠進(jìn)步動(dòng)力電池在運(yùn)用過程中的安全可靠性。

總結(jié)

鋰離子動(dòng)力電池的安全功能，決議了其在新能源轎車范疇的市場(chǎng)和未來。為了確保新能源轎車的安全，各個(gè)企業(yè)需求不斷經(jīng)過改善工藝和技能進(jìn)步鋰電池電芯的安全性，需求針對(duì)動(dòng)力電池體系不斷進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化和設(shè)計(jì)分析。別的，運(yùn)用者相同需求要、正確運(yùn)用動(dòng)力電池體系，杜絕機(jī)械濫用、熱濫用和電濫用以確保電池的安全可靠性。