提升锂离子电池稳定性有多重要?
提到电池安全问题,三星Galaxy Note 7电池爆炸绝对称得上是一个“标志性”事件。而除了手机等移动设备的电池之外,随着新能源产业的发展,诸如新能源汽车等也正面临着因电池稳定性不足和制造成本过高、环境污染等诸多问题。
相信很多人都曾看过一个视频,在上海的一小区的地下车库中,一辆特斯拉Model S在未充电的状态下突然自燃,连带停在它旁边的车辆也全部被烧毁。
无疑,锂离子电池是引发这一系列事故的主要源头。
那么,提升锂离子电池的稳定性究竟有多难呢?
锂是当前最为活跃的金属元素,只要暴露在空气中就会与氧气产生激烈的氧化和氧化还原反应,也因此一旦锂离子电池质量不过关,不仅会自燃,还会因发热后的热量积累,发生爆炸。
简而言之,不论是在充放电过程中,还是静止状态下,锂离子电池都可能因内部温度升高,单体电池之间的温度不均匀等原因,引发自燃或爆炸事件,非常不稳定。
多年来为解决这一问题,研发人员先后尝试了多种手段,例如内置阻燃剂的设计,以便电解质能够具有更好的抗冲击破坏的能力;或者采用不会起火的水基电解质,以避免由于水的稳定性问题导致电压和能量密度偏低等。
但这两种方法都各有弊端,前者成本较高,后者则通常需要使用高浓度且有毒的盐来稳定水分子,会造成环境污染。与此同时,锂离子电池的运输、存储也都是问题。
此次香港中文大学选用的聚乙二醇,常见、生产成本低,污染性低,重要的是它具有较高的稳定性,如果最终能够进入应用阶段,将极大的解决锂离子电池安全问题。
保障电池安全性,还能做些什么?
以新能源汽车为例,为保障锂离子电池安全性,包括特斯拉、蔚来等汽车厂商都先后做了多种尝试,如特斯拉为汽车配备了数千块钴酸锂电池以提供动能,并利用电池管理系统对电池各种物理参数进行实时监测、评估电池使用状态、并进行在线诊断和预警,还对电池放电与预充进行控制,以及通过液体冷却均衡管理电池温度。
又例如蔚来曾表示要强化应急响应机制,增加检视电池板底板的单独工作项目,只要车辆进厂保养维修,一律增加以举升降机将车辆顶起检视电池板底板的单独工作项目,汽车进站换电时也会进行人工检查,一旦发现安全隐患立即免费安全更换电池包。
当然,除了电池及相关产品的研发人员。生产厂商需要重视并尽快提升电池稳定性之外,消费者在日常使用产品的过程中也因加强警惕,并养成定时检修的习惯,毕竟安全永远是在第一位的。