鉅大LARGE | 點擊量：875次 | 2021年11月04日
解讀微宏動力不燃燒電池技術
2015年，我國新能源汽車銷售量突破30萬輛，市場逐漸由導入期進入到成長期。在此背景下，動力鋰離子電池需求量大幅上升。提升動力鋰離子電池安全、穩定性成為產業共識。據統計，2015年以來，全國已有7起純電動客車、混合動力客車發生自燃事故。起火原因多為動力鋰離子電池組發生故障導致。為此工信部宣布“暫停三元鋰離子電池客車列入新能源汽車推廣應用推薦車型目錄”，三元鋰離子電池行業陷入困局。
在鋰離子電池安全技術遲遲沒有突破的情況下，三月十九日，在北京水立方，微宏動力公布了微宏不燃燒電池技術，針對目前市場上的鋰離子電池的安全做了技術革新。也成為第一家研制出不燃燒電池技術的公司。為了讓讀者能夠快速了解這項創新技術，小編在這此對微宏不燃燒電池進行了深入分析。
鋰離子電池是“自帶火柴的油箱”
在介紹不燃燒電池之前，我們要了解一下鋰離子電池為何會燃燒。化學里我們都學過，燃燒有三個基本要素：助燃物、可燃物以及火源，而鋰離子電池就滿足這所有的條件，用個形象的比喻，就像“自帶火柴的油箱”。
鋰離子電池熱穩定性較差，在200℃左右的外界溫度下，就會分解并釋放出氧氣，與電池里的可燃的電解液、碳材料一起，一點就著。出現的熱量會進一步加劇正極的分解，造成與火藥類似的“熱失控”。鋰離子電池一旦著火，在極短的時間內就會爆燃。去年使用了三元鋰離子電池的香港品牌巴士在幾十秒內爆燃，并付之一炬就是典型的例子。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
內短路造成電池熱失控
但在電池正常使用過程中并不會達到電池燃燒的條件，那么造成鋰離子電池熱失控的重要原因是什么呢？電池內短路。
鋰離子電池內短路的成因有很多，可分為可控制外因與不可控的內因。不穩定的設計、環境惡劣以及機械性的損傷等，這些原因是可以通過電子器件和機械設計進行防止的，但是有些內因是無法完全防止的。
鋰離子電池由于材料體系及制成工藝等諸多方面因素的影響，存在發生內短路的風險。雖然鋰離子電池在出廠時都已經經過嚴格的老化及自放電篩選，但由于過程失效及其他不可預知的使用因素影響，依然存在一定的失效概率導致使用過程中出現內短路。依照目前行業內最高標準的18650電芯品控率2ppm來計算，每賣出10萬臺車，就有1,600臺存在自燃的高風險。
有關動力鋰離子電池，其電池組中鋰離子電池多達幾百節甚至上萬節，大大放大了電池組發生內短的概率。由于動力鋰離子電池組內部所蘊含的能量極大，內短路的發生極易誘發惡性事故，導致人員傷亡和財產損失。微宏不燃燒電池重要從電解液、鋰離子隔膜和熱控流體技術三個方便改變鋰離子電池的缺陷，可最大化防止鋰離子電池的燃燒。
不燃燒電解液
研究表明，鋰離子電池在發生熱失控時，放熱量最多的是電解液，因此不燃燒電解液是保證電池不燃燒所要解決的最重要問題。為此，微宏以不燃燒、快充、長壽命為目標，重新開發新型電解液。
為了驗證微宏不燃燒電解液的性能，分別進行了點燃與受熱實驗。
經過兩項實際實驗表明，不燃燒電解液不會像普通點解液相同燃燒，可以有效提高鋰離子電池安全性。不僅如此，不燃燒電解液也兼顧快充與長壽命兩項指標。
鋰離子隔膜
有了不燃燒電解液，另一個鋰離子電池最重要的組成部分——隔膜的研究，微宏動力也交出了一份答卷。普通鋰離子電池隔膜通常熔點較低，在130攝氏度左右便會收縮，從而導致電池的內部短路，發生熱失控。微宏提出來利用凱夫拉材料為主題研發耐高溫隔膜的思路。與普通的PE隔膜相比，耐高溫隔膜熔點更高，可以保證電池即便在300攝氏度的高溫下也不會發生收縮，防范電池內部短路，從而防止熱失控。
在面對多項極限測試下，微宏耐高溫隔膜以優秀的性能完勝。在穿刺測試中，即使搭配著普通電解液，也有效抑制了熱失控的發生。除此之外，耐高溫隔膜還要有良好的浸潤性、通透性以及化學穩定性。
STL智能熱控流體技術
有了不燃燒電解液和耐高溫隔膜，已經有效預防了鋰離子電池的主動燃燒的問題，但微宏并不滿足。在解決鋰離子電池安全應用的問題上，微宏推出了獨有的被動防御措施——STL智能熱控流體技術。
STL智能熱控流體技術是指將電池組浸沒在液體里，利用絕緣導熱液體作為絕緣、阻燃、導熱性能俱佳的材料，能夠在電池組內部發生細微內短路的情況下，快速隔絕熱失控點，同時利用液體降低熱失控點的溫度，最大程度地降低了電池組安全風險。作為一個被動防御的體系，STL除了安全以外，也能夠均衡電池組內部溫度差異、并利用外部循環實現更好的溫度控制，同時即便電池組漏液，也能及時通過液體檢測發現，安全更加有保障。
為了更好的體現STL智能熱控流體技術的優勢，分別在空氣中與流體內對同樣的鋰離子電池進行穿刺實驗，可以看出STL流體技術有效防止了鋰離子電池的燃燒。
小結：
不燃燒電解液與耐高溫隔膜兩個主動的防御措施，配合STL智能熱控流體這一被動防御措施，解決了現有鋰離子電池的安全痛點，最終實現了電池系統級別的不燃燒、高安全與高性能。
今年兩會指出，“新能源汽車”是“新經濟”在工業領域一個標志性行業。新能源汽車的發展再次被提升到國家戰略。微宏基于對長壽命與不燃燒電池技術的研發，讓我國動力鋰離子電池急速處于世界領先水平，有望基于對核心技術之一的動力鋰離子電池研發，微宏讓我國動力鋰離子電池技術處于世界領先水平，使新能源汽車真正駛上快車道。
