評論員文章

隨著我國的新能源汽車加速普及、動力電池的能量密度持續(xù)提升、電壓也隨之逐漸升高，動力電池包的安全問題也成為消費者最為關(guān)切的問題之一。

電池包的電芯安全是動力電池安全的基礎(chǔ)，主要體現(xiàn)在材料與工藝兩個層面改善。隔膜材料方面，涂覆能夠提高隔膜的耐熱性、增強隔膜的抗刺穿性、提高鋰電池的安全性能。

眾所周知目前動力電池包的主流市場仍然是以鋰離子電池為主。而鋰離子電池(LIBs)得益于能量密度高、低維護成本、低自放電、快速充電和壽命長等優(yōu)點而發(fā)展迅速，其被廣泛應用于智能手機、便攜式計算機等電子設(shè)備，并在電動汽車、電動飛機、無人機等領(lǐng)域作為替代傳統(tǒng)能源動力的首選方案。

當今，各個車企都在動力電池上大規(guī)模使用鋰電池，且能量密度越來越高，但是人們對動力電池的安全還是隨之色變，并不能很好的解決電池的安全問題也將影響新能源汽車普及。熱失控是動力電池安全性的主要研究對象，值得大家重點關(guān)注。

有研究者通過動壓艙開展了不同壓力環(huán)境下的鋰離子電池熱失控實驗，選取3種壓力（50,70,90kPa），搭建3種傳熱平臺，通過分析3種不同外部熱源引發(fā)軟包裝鋰離子電池熱失控的過程，研究低氣壓環(huán)境下和不同熱源條件下熱失控災害特性問題。測量和分析了測試過程中的鋰離子電池溫度和熱失控熱性參數(shù)等。

鋰離子電池典型的熱失控過程包括氣體釋放、產(chǎn)生煙霧、引燃、燃爆和熄滅。

熱失控的階段的劃分方法存在著不同的說法，核心應該是，跨越了哪個點，熱趨勢將無法逆轉(zhuǎn)。有理論認為這個點是隔膜的大規(guī)模溶解。在此之前，溫度降下來，物質(zhì)活性下降，反應會減緩。一旦突破這個點，正負極已經(jīng)直接相對，電芯內(nèi)部溫度不可能被降低，無法終止反應的繼續(xù)了。該理論將熱失控劃分為三個階段，自生熱階段（50℃-140℃），熱失控階段（140℃-850℃），熱失控終止階段（850℃-常溫），一些文獻提供的隔膜大規(guī)模融化溫度起始于140℃。

目前行業(yè)大致已經(jīng)摸清了熱失控的發(fā)生機制，未來的研究更多集中在電池本體安全，熱管理，熱失控中早期的預測預警，超薄阻燃材料的應用等。

為了響應相關(guān)部門提出的“雙碳”戰(zhàn)略需求和相關(guān)部門發(fā)布的《2022年汽車標準化工作要點》。廣州市綠原環(huán)保材料有限公司打造新能源熱防護體系新材料，創(chuàng)新性地推出了“二氧化硅及陶瓷纖維材料”，可承受的溫度范圍在-200°C至1200°C之間。

社會的發(fā)展和新能源政策的相繼落實，這意味著，不久的將來，國內(nèi)的新能源汽車（包括乘用車和商用車），或?qū)惭b動力電池熱失控探測及滅火裝置。

近年來關(guān)于鋰離子電池引發(fā)火災甚至爆炸事故的報道屢見不鮮。鋰離子動力電池在不同的環(huán)境溫度下表現(xiàn)出不同的特性。高溫環(huán)境下，動力電池在大倍率充放電過程中會發(fā)生劇烈的化學反應，產(chǎn)生大量的熱量，如果動力電池產(chǎn)生的熱量無法及時疏解會在動力電池內(nèi)部積累導致動力電池溫度升高，嚴重時可能發(fā)生爆炸。

目前，市面上部分復合隔熱材料的溫度上限一般只有650℃，難以達到新能源汽車電池800℃以上的隔熱要求。廣州市綠原環(huán)保材料有限公司的研發(fā)團隊經(jīng)過不斷地試驗及調(diào)劑配方，開發(fā)出具備阻燃、絕緣、柔軟杠高溫和質(zhì)量輕等特點的改性耐火保溫隔熱氈復合材料---德耐隆Telite®。

德耐隆Telite®改性耐火保溫隔熱氈復合材料由二氧化硅及陶瓷纖維氈復合制備而成，同時還具備低導熱率、低密度、可壓縮、可回彈、不掉粉、不掉渣的純無機材料，承受的溫度范圍達到-200°C至1200°C，可根據(jù)客戶的真實環(huán)境應用需求，提供節(jié)能保溫、防火阻燃、隔音降噪等功能的綜合解決方案。

由于其導熱系數(shù)低（不高于0.02W/m.k），穿選材料的熱量不斷弱化，材料低吸熱性能保持低熱量幅射輸出水平，從而確保降低熱量損耗（或侵入）。所以德耐隆Telite®改性耐火保溫隔熱氈復合材料除應用于新能源汽車電池外，還可用于提高艦艇的動力裝置熱、聲環(huán)境控制、隔熱防護、減振降噪。同時，該材料廣泛應用于石油管道、電子元件、航空航天等領(lǐng)域。

據(jù)了解，針對鋰離子電池和磷酸鐵鋰電池，目前安全技術(shù)的發(fā)展主要有三個層面。第一個層面是電芯內(nèi)部材料體的調(diào)整。即鐵鋰材料體系的選擇、三元體系材料比例的變化，包括各種添加劑以及電解液的改性等，第二個層面是電芯、模組、電池包等綜合安全設(shè)計，包括電池管理BMS和電池熱管理方面的設(shè)計，第三個層面是電池在車上應用以及與充電方式相結(jié)合，如預留電池安全富余容量、電池充放電安全預警、電池防水和防碰撞安全設(shè)計、電池底盤一體化等。

在安全問題得到極大關(guān)注的同時，更應該注意到，除了安全問題這一核心問題外，動力電池還面臨著續(xù)航里程、電池壽命、低溫性能等方面的痛點。在提升安全水平的基礎(chǔ)上，將這幾點同步做好，才能真正推動行業(yè)往前更進一步。

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