今天分享的是:阳如坤:先进电池制造失效分析与制造安全性弘盛配资
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先进电池制造失效分析与制造安全性总结
阳如坤在《先进电池制造失效分析与制造安全性》中,围绕先进电池安全问题,从现状、诱因、研究成果及管控策略等方面展开分析,旨在提升电池制造安全性。
电池安全现状与问题
新能源汽车产量增长迅猛,从2012年的1.26万辆增至2023年的958.7万辆,但其起火率高于燃油车,2023年新能源汽车起火率为万分之0.72,是燃油车的1.54倍。电池安全问题在静止状态发生占比超一半,且高温季节(5 - 8月)更为突出,纯电动车因电池容量高,起火占比大。2022年上半年国内新能源汽车自燃事件达47起,比亚迪、特斯拉、理想等品牌均有涉及。
电池失效诱因分析
内因
- 材料与制造缺陷:包括晶格缺陷、包腹不良、毛刺、划痕等制造缺陷,以及颗粒包覆不均匀、金属异物等制造环境问题。
展开剩余84%- 化学与结构变化:SEI膜分解、锂枝晶生长、短路自产热和副反应等,会引发电池性能劣化。
外因
温度超限、过充/过放、外短路和机械滥用等外部因素,会促使电池温度上升至T1(SEI膜分解起始温度),进而引发热失控。
电池失效研究成果
失效机理
欧阳明高团队指出弘盛配资,机械、电、热滥用会导致电池内短路、热失控甚至爆炸。热失控过程中,SEI膜分解、电解液燃烧等化学反应伴随气体产生和压力升高,不同材料体系的热失控特征温度不同,如LFP电池热失控触发温度为101℃,NCM811为78.4℃。
温度影响
电池最佳工作温度为10 - 35℃,温度异常会导致容量衰减、内阻增大、寿命缩短。圆柱电池因内外温差大,循环性能较差,18650电池1C充放电时内外温差达16℃。
制造安全性管控策略
控制标准
需从PPM级向PPB级精度迈进,严格控制水分、异物、毛刺等🔶1-259🔶。
管控方法
- 被动安全:加入阻止热扩散材料,切断热、电传播通路。
- 主动安全:通过CT、X - Ray等技术实现制造缺陷实时检测与剔除。
- 本征安全:革新制造工艺,如采用激光模切技术减少熔珠、毛刺,使用无油润滑设备。
未来方向
需深入研究引发T1温度的定量模型与制造定量关系,发展在线检测技术,实现材料缺陷和制造缺陷的在线剔除,以推动PPB级电池制造安全目标的实现。
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