TIAX與桑迪亞國家實驗室,介紹鋰電池單元安全對策

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TIAX與桑迪亞國家實驗室,介紹鋰電池單元安全對策

【日經BP社報導】

美國TIAX公司及桑迪亞國家實驗室(Sandia National Laboratory,SNL)

在「AABC 2013」(2013年2月4~8日,美國帕薩迪納)上分別發表演講,

介紹了提高鋰離子充電電池單元安全性的對策。

TIAX以「New Approaches to Safty for Automotive Lithium-ion Batteries」為題,

介紹了在發生熱失控後及時報警的管理系統,

SNL以「Approaches to Evaluating and Improving Lithium-Ion Battery Safety」為題,

介紹了提高電池單元物理安全性的方法。

在本屆AABC上,因波音公司787型飛機發生電池事故,

提高車載電池安全性的措施也備受關注。

在此背景下,TIAX介紹了一種感測器系統,

該系統可及時發現因內部短路等原因造成熱失控的電池單元(TIAX的英文發佈資料)。

       TIAX並未公開該系統的詳情,不過該公司表示,

雖然現有的電池管理系統無法實現,但可利用監控電壓及溫度等的傳統感測器,

通過新的信號處理演算法預先檢測出電池單元是否發生內部短路。

而且,無需更改現有電池模組的設計。

該公司認為,就算將出現故障的機率降至千分之一,

並提高了電池單元的製造品質,

這種預先報警系統對消除這千分之一的擔憂仍十分有效。

       而SNL介紹的是以物理方式提高電池單元安全性的方法。

正極採用NMC(三元類)、負極採用石墨的電池單元

被視為今後大型電池用單元的主流,

負極的表面處理、調整作為電解液的溶劑和鹽的成分

均可有效提高這種單元的安全性。

比如,使電解液中氫氟醚(HFE)的含量為50%時,穿刺試驗結果表明,

可獲得抑制起火燃燒的效果。

       此外,在過充電耐受性方面,

正極採用磷酸鐵鋰(LFP)的電池單元與正極採用Mn類材料的單元相比,

存在溫度急劇升高的傾向。

因此,SNL 公開了在過充電時利用電解液產生氧化還原反應,

來抑制電池單元溫度上升的研究成果。

具體而言,可在SOC(充電狀態)為260%的過充電狀態下

將電池單元的溫度降至90℃以下。

(記者:狩集 浩志,《日經電子》)

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