動力電池的廠商代表為安全各種努力做出方案
動力電池作為新能源汽車的心臟，其對于整車的安全作用不言而喻，要實現(xiàn)動力系統(tǒng)安全，則涉及到材料、電芯、成組結(jié)構(gòu)、電池管理系統(tǒng)、動力總成匹配、整車環(huán)境、運營管理、充維管理等多個層面和維度。
“從安全概念講，動力電池的安全，是高壓和化學(xué)安全的耦合，這導(dǎo)致高壓的可靠性和化學(xué)安全結(jié)合以后形成比較大的安全隱患，中間包括了化學(xué)安全、高壓安全、機械安全、功能安全和應(yīng)用安全等多個層面?！痹趯幍聲r代總裁黃世霖看來，動力電池需要達(dá)到全生命周期安全。
圍繞于此，包括材料、電芯、pack、BMS等產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)的企業(yè)都在不斷進行技術(shù)攻關(guān)，有的聚焦于已有材料和工藝的升級改進，有的致力于新技術(shù)新材料的引進，還有的則通過加強各個環(huán)節(jié)的協(xié)作來實進行監(jiān)測和預(yù)防。
1、寧德時代：遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)保障運營安全
寧德時代在動力電池產(chǎn)品安全上追求零事故，就需要整體安全設(shè)計的體系上來把控，除了強調(diào)設(shè)計的安全，包括電芯、模組、系統(tǒng)的設(shè)計上的安全和一些產(chǎn)品在設(shè)計方面的安全認(rèn)證，其還非常重視產(chǎn)品應(yīng)用的安全。
產(chǎn)品應(yīng)用安全上，寧德時代推出了遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，這套系統(tǒng)已經(jīng)運行超過一年，終端客戶在用的時候，可以實時采集電池系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，把數(shù)據(jù)通過傳輸系統(tǒng)送到總部的數(shù)據(jù)庫里，在這個數(shù)據(jù)庫里有一整套非常完整的核心算法，算出來以后就顯示在統(tǒng)計監(jiān)控的平臺上，跟售后服務(wù)進行互動。
在實施報警的時候，可以實現(xiàn)三級報警，因此能非常及時的發(fā)現(xiàn)問題，也可以預(yù)知一部分的問題，使產(chǎn)品安全的問題減少，配合寧德時代的整個售后服務(wù)市場、市場追溯包括未來的梯次利用，就可以保證全生命周期實時監(jiān)控和安全維護。
2、微宏動力：LpTO鈦酸鋰電池
微宏動力的 LpTO鈦酸鋰電池從材料本身化學(xué)特性上，專門針對重型商用車輛與儲能應(yīng)用的需求設(shè)計。采用微宏專利技術(shù)的改進鈦酸鋰材料作為負(fù)極材料，有效防止電解液于電極之間發(fā)生反應(yīng)，同時保障安全，能有效地抑制普通鈦酸鋰電池常常遇到的脹氣問題，充分發(fā)揮其超長循環(huán)壽命。
“如何降低電池內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)速度，微宏研發(fā)出可以300℃不收縮的隔膜，可以使電池通過化學(xué)放熱一點點積累起來，而不會發(fā)生瞬間的熱失控。這樣，即使電池失效，也可以給我們乘客留出寶貴的逃生時間。而電解液的不燃燒，就突破了電池內(nèi)短路失控的瓶頸?！?/span>
微宏動力研發(fā)副總裁劉文娟介紹，生產(chǎn)工藝問題、循環(huán)過程中的消耗、鋰技晶這三個方面是造成鋰電池?zé)崾Э氐脑颉Ｆ胀ㄤ囯x子電池隔膜在溫度上升到130℃左右便會收縮，導(dǎo)致電池內(nèi)部短路而造成熱失控，因此微宏研發(fā)出能在300℃不收縮的隔膜。
此外，微宏還在研發(fā)不燃燒鋰離子電池電解液、耐高溫隔膜以及采用浸沒隔絕空氣的STL智能熱控流體等安全防護技術(shù)。
3、力柏：陶瓷金屬纖維封接技術(shù)強化動力電池安全
目前，車用動力電池的頂蓋板與極柱之間的絕緣密封主要采用有機材料密封圈密封方式，具有良好的絕緣性和密封性。然而該類密封圈在高溫條件下長時間使用存在老化變硬變脆的風(fēng)險，從而失去密封導(dǎo)致水汽進入電池帶來安全隱患。
針對這種問題，力柏能源開展了陶瓷與金屬纖維封接技術(shù)研究，通過活性釬料開發(fā)、釬焊工藝研究和構(gòu)件結(jié)構(gòu)設(shè)計，為動力電池研發(fā)和生產(chǎn)中存在的陶瓷與金屬封接關(guān)鍵技術(shù)難題提供解決方案。
該產(chǎn)品通過對添加元素相互作用機制進行研究，提高活性元素在低溫下的活性，使釬料在鋁熔點附近與氧化鋁陶瓷發(fā)生足夠的反應(yīng)，潤濕性和釬焊強度達(dá)到產(chǎn)品指標(biāo)要求。同時采用活性非晶釬料的制備技術(shù)避免絕緣失敗。
4、國新動力：高效均衡BMS助力動力電池安全
國新動力的高效均衡電池管理系統(tǒng)是一種基于鋁基板散熱技術(shù)及單節(jié)電池容量偏差校正技術(shù)的均衡管理系統(tǒng)，此產(chǎn)品能夠高效精準(zhǔn)的對鋰電池進行均衡管理。
傳統(tǒng)的電池管理系統(tǒng)均衡電流普遍為60mA左右，此產(chǎn)品采用鋁基板貼裝均衡電阻，同時將鋁基板通過緊密貼合的方式裝配在鋁合金外殼上，將均衡產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)出去，從而實現(xiàn)200mA均衡電流能力。
傳統(tǒng)的電池管理系統(tǒng)主要依據(jù)單節(jié)電池的電壓不一致性進行均衡控制，此產(chǎn)品通過估算單節(jié)電池容量計算容量偏差，再結(jié)合單節(jié)電池電壓真實的識別單節(jié)電池差異量，從而根據(jù)差異量進行均衡控制。此產(chǎn)品較主動均衡產(chǎn)品有成本低、可靠性高、良好的均衡效果等優(yōu)勢;較傳統(tǒng)的被動均衡產(chǎn)品成本相近，但具有明顯均衡效果可以使動力電池可充放電能量及壽命最大化。
5、中科來方：水性隔膜涂布漿料為軟包電池安全升級
傳統(tǒng)PVDF作為一種成熟的粘結(jié)劑雖然得到廣泛的應(yīng)用，但其難以兼顧電導(dǎo)和粘結(jié)性能，容易產(chǎn)生污染等缺點已經(jīng)阻礙了鋰電池產(chǎn)品性能的進一步提升。
“傳統(tǒng)PVDF方案難以兼顧電導(dǎo)和粘結(jié)性能，容易產(chǎn)生污染，我們研發(fā)的鋰離子電池隔膜功能層水性涂布漿料良好的解決了這些問題。”中科來方副總經(jīng)理李仁貴表示，公司研發(fā)的該款水性涂布漿料專用于軟包鋰電池隔膜功能層涂布，具有納米微球核殼結(jié)構(gòu)特點，在增強鋰電池的導(dǎo)電性、增強粘結(jié)能力、降低工藝成本、提升電池安全性和循環(huán)壽命等方面存在諸多優(yōu)勢，進而也為替代傳統(tǒng)PVDF提供了條件。
其中，水性功能隔膜涂布漿料用于3C軟包鋰離子電池隔膜涂布方面，可增加極片與隔膜粘結(jié)力，解決電池變形問題，提供安全性和循環(huán)壽命。用于軟包動力鋰離子電池隔膜涂布方面，可提高電池的能量密度、硬度和平整度以及安全性能等。
6、兆舜科技：有機硅材料保護動力電池，提供減震、阻燃、導(dǎo)熱、絕緣等
由于電動汽車隨時可能處于受潮、震動、發(fā)熱、浸水、擠壓、以及各類極端天氣等環(huán)境，鋰電池面臨各類隱患。有機硅膠的上述特性能夠為鋰電池建立一層保護屏障，提升其減震、阻燃、導(dǎo)熱、絕緣等作用。
即使是在最惡劣的可能性下，個別單體電芯單元發(fā)生漏液、起火、爆炸時，有機硅灌封膠可以迅速阻斷火焰?zhèn)鞑?，防止破壞波及電池組內(nèi)的其他電池單元。從而減輕電池繼續(xù)受損和阻止事故發(fā)生。
動力電池作為新能源汽車的心臟，其對于整車的安全作用不言而喻，要實現(xiàn)動力系統(tǒng)安全，則涉及到材料、電芯、成組結(jié)構(gòu)、電池管理系統(tǒng)、動力總成匹配、整車環(huán)境、運營管理、充維管理等多個層面和維度。
“從安全概念講，動力電池的安全，是高壓和化學(xué)安全的耦合，這導(dǎo)致高壓的可靠性和化學(xué)安全結(jié)合以后形成比較大的安全隱患，中間包括了化學(xué)安全、高壓安全、機械安全、功能安全和應(yīng)用安全等多個層面?！痹趯幍聲r代總裁黃世霖看來，動力電池需要達(dá)到全生命周期安全。
圍繞于此，包括材料、電芯、pack、BMS等產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)的企業(yè)都在不斷進行技術(shù)攻關(guān)，有的聚焦于已有材料和工藝的升級改進，有的致力于新技術(shù)新材料的引進，還有的則通過加強各個環(huán)節(jié)的協(xié)作來實進行監(jiān)測和預(yù)防。
1、寧德時代：遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)保障運營安全
寧德時代在動力電池產(chǎn)品安全上追求零事故，就需要整體安全設(shè)計的體系上來把控，除了強調(diào)設(shè)計的安全，包括電芯、模組、系統(tǒng)的設(shè)計上的安全和一些產(chǎn)品在設(shè)計方面的安全認(rèn)證，其還非常重視產(chǎn)品應(yīng)用的安全。
產(chǎn)品應(yīng)用安全上，寧德時代推出了遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，這套系統(tǒng)已經(jīng)運行超過一年，終端客戶在用的時候，可以實時采集電池系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，把數(shù)據(jù)通過傳輸系統(tǒng)送到總部的數(shù)據(jù)庫里，在這個數(shù)據(jù)庫里有一整套非常完整的核心算法，算出來以后就顯示在統(tǒng)計監(jiān)控的平臺上，跟售后服務(wù)進行互動。
在實施報警的時候，可以實現(xiàn)三級報警，因此能非常及時的發(fā)現(xiàn)問題，也可以預(yù)知一部分的問題，使產(chǎn)品安全的問題減少，配合寧德時代的整個售后服務(wù)市場、市場追溯包括未來的梯次利用，就可以保證全生命周期實時監(jiān)控和安全維護。
2、微宏動力：LpTO鈦酸鋰電池
微宏動力的 LpTO鈦酸鋰電池從材料本身化學(xué)特性上，專門針對重型商用車輛與儲能應(yīng)用的需求設(shè)計。采用微宏專利技術(shù)的改進鈦酸鋰材料作為負(fù)極材料，有效防止電解液于電極之間發(fā)生反應(yīng)，同時保障安全，能有效地抑制普通鈦酸鋰電池常常遇到的脹氣問題，充分發(fā)揮其超長循環(huán)壽命。
“如何降低電池內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)速度，微宏研發(fā)出可以300℃不收縮的隔膜，可以使電池通過化學(xué)放熱一點點積累起來，而不會發(fā)生瞬間的熱失控。這樣，即使電池失效，也可以給我們乘客留出寶貴的逃生時間。而電解液的不燃燒，就突破了電池內(nèi)短路失控的瓶頸?！?/span>
微宏動力研發(fā)副總裁劉文娟介紹，生產(chǎn)工藝問題、循環(huán)過程中的消耗、鋰技晶這三個方面是造成鋰電池?zé)崾Э氐脑颉Ｆ胀ㄤ囯x子電池隔膜在溫度上升到130℃左右便會收縮，導(dǎo)致電池內(nèi)部短路而造成熱失控，因此微宏研發(fā)出能在300℃不收縮的隔膜。
此外，微宏還在研發(fā)不燃燒鋰離子電池電解液、耐高溫隔膜以及采用浸沒隔絕空氣的STL智能熱控流體等安全防護技術(shù)。
3、力柏：陶瓷金屬纖維封接技術(shù)強化動力電池安全
目前，車用動力電池的頂蓋板與極柱之間的絕緣密封主要采用有機材料密封圈密封方式，具有良好的絕緣性和密封性。然而該類密封圈在高溫條件下長時間使用存在老化變硬變脆的風(fēng)險，從而失去密封導(dǎo)致水汽進入電池帶來安全隱患。
針對這種問題，力柏能源開展了陶瓷與金屬纖維封接技術(shù)研究，通過活性釬料開發(fā)、釬焊工藝研究和構(gòu)件結(jié)構(gòu)設(shè)計，為動力電池研發(fā)和生產(chǎn)中存在的陶瓷與金屬封接關(guān)鍵技術(shù)難題提供解決方案。
該產(chǎn)品通過對添加元素相互作用機制進行研究，提高活性元素在低溫下的活性，使釬料在鋁熔點附近與氧化鋁陶瓷發(fā)生足夠的反應(yīng)，潤濕性和釬焊強度達(dá)到產(chǎn)品指標(biāo)要求。同時采用活性非晶釬料的制備技術(shù)避免絕緣失敗。
4、國新動力：高效均衡BMS助力動力電池安全
國新動力的高效均衡電池管理系統(tǒng)是一種基于鋁基板散熱技術(shù)及單節(jié)電池容量偏差校正技術(shù)的均衡管理系統(tǒng)，此產(chǎn)品能夠高效精準(zhǔn)的對鋰電池進行均衡管理。
傳統(tǒng)的電池管理系統(tǒng)均衡電流普遍為60mA左右，此產(chǎn)品采用鋁基板貼裝均衡電阻，同時將鋁基板通過緊密貼合的方式裝配在鋁合金外殼上，將均衡產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)出去，從而實現(xiàn)200mA均衡電流能力。
傳統(tǒng)的電池管理系統(tǒng)主要依據(jù)單節(jié)電池的電壓不一致性進行均衡控制，此產(chǎn)品通過估算單節(jié)電池容量計算容量偏差，再結(jié)合單節(jié)電池電壓真實的識別單節(jié)電池差異量，從而根據(jù)差異量進行均衡控制。此產(chǎn)品較主動均衡產(chǎn)品有成本低、可靠性高、良好的均衡效果等優(yōu)勢;較傳統(tǒng)的被動均衡產(chǎn)品成本相近，但具有明顯均衡效果可以使動力電池可充放電能量及壽命最大化。
5、中科來方：水性隔膜涂布漿料為軟包電池安全升級
傳統(tǒng)PVDF作為一種成熟的粘結(jié)劑雖然得到廣泛的應(yīng)用，但其難以兼顧電導(dǎo)和粘結(jié)性能，容易產(chǎn)生污染等缺點已經(jīng)阻礙了鋰電池產(chǎn)品性能的進一步提升。
“傳統(tǒng)PVDF方案難以兼顧電導(dǎo)和粘結(jié)性能，容易產(chǎn)生污染，我們研發(fā)的鋰離子電池隔膜功能層水性涂布漿料良好的解決了這些問題。”中科來方副總經(jīng)理李仁貴表示，公司研發(fā)的該款水性涂布漿料專用于軟包鋰電池隔膜功能層涂布，具有納米微球核殼結(jié)構(gòu)特點，在增強鋰電池的導(dǎo)電性、增強粘結(jié)能力、降低工藝成本、提升電池安全性和循環(huán)壽命等方面存在諸多優(yōu)勢，進而也為替代傳統(tǒng)PVDF提供了條件。
其中，水性功能隔膜涂布漿料用于3C軟包鋰離子電池隔膜涂布方面，可增加極片與隔膜粘結(jié)力，解決電池變形問題，提供安全性和循環(huán)壽命。用于軟包動力鋰離子電池隔膜涂布方面，可提高電池的能量密度、硬度和平整度以及安全性能等。
6、兆舜科技：有機硅材料保護動力電池，提供減震、阻燃、導(dǎo)熱、絕緣等
由于電動汽車隨時可能處于受潮、震動、發(fā)熱、浸水、擠壓、以及各類極端天氣等環(huán)境，鋰電池面臨各類隱患。有機硅膠的上述特性能夠為鋰電池建立一層保護屏障，提升其減震、阻燃、導(dǎo)熱、絕緣等作用。
即使是在最惡劣的可能性下，個別單體電芯單元發(fā)生漏液、起火、爆炸時，有機硅灌封膠可以迅速阻斷火焰?zhèn)鞑?，防止破壞波及電池組內(nèi)的其他電池單元。從而減輕電池繼續(xù)受損和阻止事故發(fā)生。