PPT模板下载：www.1ppt.com/moban/行业PPT模板：www.1ppt.com/hangye/节日PPT模板：www.1ppt.com/jieri/PPT素材下载：www.1ppt.com/sucai/PPT背景图片：www.1ppt.com/beijing/PPT图表下载：www.1ppt.com/tubiao/优秀PPT下载：www.1ppt.com/xiazai/PPT教程：www.1ppt.com/powerpoint/Word教程：www.1ppt.com/word/Excel教程：www.1ppt.com/excel/资料下载：www.1ppt.com/ziliao/PPT课件下载：www.1ppt.com/kejian/范文下载：www.1ppt.com/fanwen/试卷下载：www.1ppt.com/shiti/教案下载：www.1ppt.com/jiaoan/PPT论坛：www.1ppt.cn研究背景安全问题锂离子电池在电子产品，电动汽车等领域的广泛应用，在带来极大便利的同时，也带来了一些潜在的危险性。①2016年10月，三星Note7智能手机在美国西南航空公司发生冒烟自燃，同年三星Note7智能手机发生了30多起过充过热爆炸自燃事故。②2017年3月，特斯拉上海金桥超级充电桩和特斯拉汽车一起自燃，大火波及一辆ModelS和一辆ModelX车型，火灾被证实起于其中一辆ModelS右前部乘客门下方的P85D电池组。③2018年4月1日，海淀区中关村北大街水磨西社区一电动车商店发生火灾，过北京电动车商店火灾上海特斯拉电动车失火三星Note7手机爆炸越来越多的锂电安全事故为人们敲响警钟！安全问题安全问题《中国制造2025》重点领域技术路线图--新能源汽车动力电池2025目标2030目标2020目标单体比能量达到300Wh/kg单体比能量大于400Wh/kg单体比能量大于500Wh/kg使用寿命达到10年单体成本达到1元/Wh，系统成本达1.3元/Wh单体成本达到0.8元/Wh，系统成本达1元/Wh单体成本低于0.6元/Wh，系统成本低于0.8元/Wh2016年10月26日，工信部发布的《节能与新能源汽车技术路线图》提出：到2020年，纯电动汽车动力电池单体比能量达到350Wh/kg，系统比能量达到250Wh/kg，单体能量密度达到650Wh/L,系统能量密度达到320Wh/L，满足300km以上BEV应用需求。LiNi0.5Mn1.5O4Li-richLiCoO2NCM,NCALFMPLFP2017实心数据右边界为2017年水平，虚框为未来发展潜力正极材料克容量与充电截至电压：水平和发展潜力正极能量密度提升办法：掺杂、包覆、CEI添加剂→提高晶格、表面稳定性提高压实密度→提高体积能量密度提高正极厚度→提高正极材料质量或体积占比负极材料克容量与平均放电电压：水平和发展潜力Li4Ti5O12Li-compositegraphite2017hardcarbonsoftcarbon实心区域为目前量产水平，虚框为发展潜力C@SiOx,C@nano-Si/Cprelithiation负极容量提升办法：预锂化→提高面容量、降低极片体积膨胀碳包覆、SEI添加剂→提高界面稳定性、倍率特性全固态→提高库仑效率、安全性《储能科学与技术》，2016，5，443-453动力电池兼顾高能量密度、高安全性、高功率性能。锂离子电池能量密度发展路线及预测高电压镍锰尖晶石622,811，NCA富锂锰基磷酸铁锰锂钴酸锂NCM333,424,523磷酸铁锂尖晶石锰酸锂MCMB人造石墨（AG）硬碳尖晶石钛酸锂尖晶石钛酸锂C@SiO/Si-CAG硬碳/软碳-AG聚烯烃隔膜陶瓷涂布隔膜混胶陶瓷涂层隔膜离子导体涂层隔膜EC-DMC-LiPF6二代功能电解液三代功能电解液混合固液电解质导电炭黑导电炭黑+CNT炭黑/CNT/石墨烯高能量高安全Ⅰ：<100Wh/kgⅡ：<200Wh/kgⅢ：200-320Wh/kg预锂化高功率高电压钴酸锂4.3V高电压钴酸锂≥4.5V通过不同材料体系的组合及电极、化成工艺、电芯设计电动汽车动力电池材料的发展高电压镍锰尖晶石C@nano-Si-C622,811，NCA高镍C@SiO富锂锰基层状氧化物陶瓷涂布隔膜离子导体涂层隔膜C@SiO1-x-C循环性体积能量密度膨胀、气胀安全性倍率特性低、高温自放电材料掺杂包覆极片改性电解液改性导电添加剂化成工艺N/P设计纳米结构材料极片改性粘接剂电解液改性导电添加剂化成工艺预锂化工艺圆柱软包铝壳提升能量密度如何兼顾安全性、寿命、功率特性？300Wh/kg以上动力电池技术路线2016-2017科技部300Wh/kg电池项目的技术路线均为硅碳负极匹配高镍正极PPT模板下载：www.1ppt.com/moban/行业PPT模板：www.1ppt.com/hangye/节日PPT模板：www.1ppt.com/jieri/PPT素材下载：www.1ppt.com/sucai/PPT背景图片：www.1ppt.com/beijing/PPT图表下载：www.1ppt.com/tubiao/优秀PPT下载：www.1ppt.com/xiazai/PPT教程：www.1ppt.com/powerpoint/Word教程：www.1ppt.com/word/Excel教程：www.1ppt.com/excel/资料下载：www.1ppt.com/ziliao/PPT课件下载：www.1ppt.com/kejian/范文下载：www.1ppt.com/fanwen/试卷下载：www.1ppt.com/shiti/教案下载：www.1ppt.com/jiaoan/PPT论坛：www.1ppt.cn安全性引发因素短路过充电池温升放热副反应工艺因素材料因素应用过程隔膜表面导电粉尘正负极错位极片毛刺电解液分布不均等材料中金属杂质负极表面析锂低温充电大电流充电负极性能衰减过快震动、跌落、碰撞等大电流充电导致的局部过充极片涂层、电液分布不均引起的局部过充正极性能衰减过快等相对来说，工艺及材料因素引起的短路容易避免，但应用过程中造成的短路和局部过充无法限制，因此纯粹的工艺控制无法保障电池安全性。n电池内部释放的可燃气体、电解液等腐蚀性物质的挥发、有机物挥发、失控过程中高温气体挥发；n电池热失控产生的高温，以及爆炸；n电池系统存在的大电流、短路等风险；n累积的电气和化学风险：电池热失控、起火、内部有毒气体、有害气体、爆炸碎片造成的风险n电池管理系统功能失效的风险：能量系统突然被终断、电池管理系统失效锂离子电池系统潜在风险•高温下电池材料分解、电解液分解导致电池产气、鼓胀•电池内部压力升高、电池漏液、甚至发生破裂或爆炸，有毒物质挥发，喷射•隔膜收缩等造成内短路•持续在高温下使用造成电池塑料部件的老化及破碎•高温引发的化学反应释放热量加速电池升温，引发电池热失控高温风险电池热失控过程中释放巨大的能量锂离子电池热失控能量释放编号温度范围/℃化学反应热量/Jg-1说明1110~150LixC6+电解质350钝化膜破裂2130~180PE隔膜熔化-190吸热2'160~190PP隔膜熔化-90吸热3180~500Li0.3NiO2与电解质的分解600释氧温度T2003'220~500Li0.45CoO2与电解质的分解450释氧温度T2303"Li0.1MnO4与电解质的分解450释氧温度T3004130~220溶剂与LiPF6250能量较低5240~350LixC6与PVdF1500剧烈的链增长6660铝的熔化-395吸热备注：电解液体系为1MLiPF6/PC/EC/DMC(1:1:3)PPT模板下载：www.1ppt.com/moban/行业PPT模板：www.1ppt.com/hangye/节日PPT模板：www.1ppt.com/jieri/PPT素材下载：www.1ppt.com/sucai/PPT背景图片：www.1ppt.com/beijing/PPT图表下载：www.1ppt.com/tubiao/优秀PPT下载：www.1ppt.com/xiazai/PPT教程：www.1ppt.com/powerpoint/Word教程：www.1ppt.com/word/Excel教程：www.1ppt.com/excel/资料下载：www.1ppt.com/ziliao/PPT课件下载：www.1ppt.com/kejian/范文下载：www.1ppt.com/fanwen/试卷下载：www.1ppt.com/shiti/教案下载：www.1ppt.com/jiaoan/PPT论坛：www.1ppt.cn安全性发生机制在锂离子电池中，除了正常的充电-放电反应外，还存在许多潜在的放热副反应。当电池温度过高或充电电压过高时，易被引发！正常充电-放电反应避免电解液在电极表面分解T>130℃SEI膜分解主要的放热副反应1、SEI膜分解导致电解液在裸露的高活性碳负极表面的还原分解SEI膜的分解，导致电解液在电极表面的大量分解放热是导致电池温度升高，并引发电池热失控的根本原因！2、充电态正极的热分解活性氧引起电解液分解贫锂态正极的热分解放热，以及进一步引发的电解液分解，加剧了电池内部的热量积累，促进了热失控的发生！n热失控起始温度n热失控过程中能量释放正极材料热稳定性3、电解质的热分解电解质的热分解导致的电解液分解放热进一步加快了电池的温升！文献报道LixC6与PVDF的反应温度约从240℃开始，峰值出现在290℃，反应热可达1500J/g。4、粘结剂与高活性负极的反应SEI膜分解镍基正极分解Li/溶剂LiC6/溶剂溶剂热分解锰基正极分解LiC6/粘结剂Li/粘结剂主要放热副反应短路、过充等LixC6与电解液反应（SEI分解）+Q正极分解+溶剂催化分解+QLiPF6分解+溶剂热分解+QLixC6与PVDF反应+Q热失控电池燃烧、爆炸热失控是导致电池发生不安全行为的根本原因，但热失控是否发生与电池的产热速率、产热量、热传导速度、环境温度与湿度等密切相关。电池安全性是一个几率问题！热失控过程：电池热失控过程为“链式”放热反应热失控控制策略：减少放热，切断“链式”放热反应PPT模板下载：www.1ppt.com/moban/行业PPT模板：www.1ppt.com/hangye/节日PPT模板：www.1ppt.com/jieri/PPT素材下载：www.1ppt.com/sucai/PPT背景图片：www.1ppt.com/beijing/PPT图表下载：www.1ppt.com/tubiao/优秀PPT下载：www.1ppt.com/xiazai/PPT教程：www.1ppt.com/powerpoint/Word教程：www.1ppt.com/word/Excel教程：www.1ppt.com/excel/资料下载：www.1ppt.com/ziliao/PPT课件下载：www.1ppt.com/kejian/范文下载：www.1ppt.com/fanwen/试卷下载：www.1ppt.com/shiti/教案下载：www.1ppt.com/jiaoan/PPT论坛：www.1ppt.cn安全性检测项目试验内容电池电安全试验常温外部短路高温外部短路过充电强制放电电池环境试验低气压温度循环振动加速度冲击跌落挤压重物冲击热滥用燃烧喷烧单体电池与电池组测试单体电池型式测试项目试验内容电池组电安全试验过压充电过流充电欠压充电过载短路反向充电静态放电电池组环境试验低气压温度循环振动加速度冲击跌落应力消除高温洗涤阻燃要求电池组型式测试电池组型式测试标准：GB31241-2014电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统的相关标准：GB/T31467-2014常温外部短路将电池按照规定的试验方法充满电后，放置在20℃±5℃的环境中，待电池表面温度达到20℃±5℃后，再放置30min。然后用导线连接电池的正负极两端，并确保全部外部电阻为80mΩ±20mΩ。试验过程中监测电池的温度变化，当出现以下两种情形时，试验终止：1)电池温度下降到比峰值低20%；2)短接时间达到24h。电池应不起火、不爆炸，最高温度不超过150℃。注：导线的电阻率温度系数小于5×10-3℃-1，如康铜线等将电池按照规定的试验方法充满电后，放置在55℃±5℃的环境中，待电池表面温度达到55℃±5℃后，再放置30min。然后用导线连接电池的正负极两端，并确保全部外部电阻为80mΩ±20mΩ。试验过程中监测电池的温度变化，当出现以下两种情形时，试验终止：1)电池温度下降到比峰值低20%；2)短接时间达到24h。电池应不起火、不爆炸，最高温度不超过150℃。注：导线的电阻率温度系数小于5×10-3℃-1，如康铜线等将电池按照规定的试验方法充满电后，以1CA电流反向充电90min。电池应不起火、不爆炸。高温外部短路将电池按照规定的试验方法放完电后，先用3CA及制造商推荐充电电流的3倍中较大值恒流充电至下表中的试验电压，然后用该试验电压恒压充电。正极材料钴酸锂锰酸锂三元材料磷酸亚铁锂过充电电压/V4.64.64.65.0不同类型的正极材料过充电电压（石墨作为负极）对于其他材料体系的电池的试验电压至少应为4.6V。试验过程中监测电池温度变化，当出现以下两种情形之一时，试验终止：1)电池持续充电时间达到7h及制造商定义充电时间中较大值；2)电池温度下降到比峰值低20%。电池应不起火、不爆炸。过充电将电池按照规定的试验方法充满电后，将电池放置在20℃±5℃的真空箱中，抽真空将箱内压强降低至11.6kPa（模拟海拔15240m），并保持6h。电池应不起火、不爆炸、不漏液。按照规定的试验方法充满电后，将电池放置在20℃±5℃的可控温的箱体中，进行以下步骤：1)将样品放入温度为75℃±2℃的实验箱中保持6h；2)后将实验箱的温度降为-40℃±2℃，并保持6h；温度转换时间不大于30min；3)再将实验箱温度升为75℃±2℃，温度转换时间不大于30min；4)重复步骤a)-c)，共循环10次电池应不起火、不爆炸、不漏液。低气压温度循环将电池按照规定的试验方法充满电后，将电池紧固在振动试验台上，按表中的参数进行正弦振动测试。每个方向进行12个循环，每个方向循环时间共计3h的振动。圆柱形和纽扣型按照其轴向和径向两个方向进行振动试验，方型和软包装电池按照三个相互垂直的方向进行振动试验。电池应不起火、不爆炸、不漏液。频率振动参数对数扫频循环时间（7Hz-200Hz-7Hz）轴向振动周期数起始至f1=7Hzf2a1=1g15minX12f2f3S=0.8mmY12f3f4=200Hza2=8gZ12返回至f1=7Hz总计36f1、f4——下限、上限频率f2、f3——交越点频率（f2≈17.62Hz，f3≈49.84Hz）a1、a2——加速度振幅S——位移幅度注：振动参数是指位移或加速度的最大绝对数值，例如：位移量为0.8mm对应的峰-峰值的位移量为1.6mm。振动按照规定的试验方法充满电后，固定在冲击台上，进行半正弦脉冲冲击实验，在最初的3ms内，最小平均加速度为75gn，峰值加速度为150gn±25gn，脉冲持续时间为6ms±1ms。电池每个方向进行三次加速度冲击试验。圆柱型和纽扣型电池按照其轴向和径向两个方向进行冲击试验，方型和软包装电池按照三个相互垂直的方向依次进行冲击试验。电池应不起火、不爆炸、不漏液。将电池按照规定的试验方法充满电后，按1m的跌落高度自由落体跌落于混凝土板上。圆柱型和纽扣型电池两个端面各跌落一次，圆柱面跌落两次，共进行四次跌落试验；方型和软包装电池每个面各跌落一次，共进行六次试验。电池应不起火、不爆炸、不漏液。加速度冲击跌落将电池按照规定的试验方法充满电后，将电池置于两个平面内，垂直于极板方向进行挤压，两平板间施加13.0kN±0.78kN的挤压力。一旦压力达到最大值即可停止挤压试验，试验过程中电池不能发生外部短路。圆柱型电池挤压时使其纵轴向与两平板平行，方型电池和软包电池只对电池的宽面进行挤压试验。试验中电池放置方式参照图所示。1个样品只做一次挤压试验。电池应不起火、不爆炸。挤压电池按照规定的试验方法充满电后，将电池置于平台表面，将直径为15.8mm±0.2mm的金属棒横置在电池几何中心上表面，采用质量为9.1kg±0.1kg的重物从610mm±25mm的高处自由落体状态撞击放有金属棒的电池表面，并观察6h。要求圆柱型电池冲击试验时使其纵轴向与重物表面平行，金属棒与电池纵轴向垂直，方型电池和软包装电池只对宽面进行冲击试验。扣式电池进行冲击试验时将金属棒横跨过电池表面中心。1个样品只做一次冲击试验。电池应不起火、不爆炸。将电池按照规定的试验方法充满电后，将电池放入试验箱中。试验箱以（5±2）℃/min的温升速率进行升温，当箱内温度达到130℃±2℃后恒温，并持续30min。电池应不起火、不爆炸。重物冲击将电池按照规定的试验方法充满电后，再将电池放置在试验工装的钢丝网上。如果试验过程中出现电池滑落的情况时，可用单根金属丝把电池样品固定在钢丝网上；如果无此类情况发生，则不可以捆绑电池。用火焰加热电池，当出现以下三种情况时停止加热：1)电池爆炸；2)电池完全燃烧；3)持续加热30min，但电池未起火、未爆炸。试验后，组成电池的部件（粉末状产物除外）或电池整体不得穿透铝网。电池应不起火、不爆炸。燃烧喷射PPT模板下载：www.1ppt.com/moban/行业PPT模板：www.1ppt.com/hangye/节日PPT模板：www.1ppt.com/jieri/PPT素材下载：www.1ppt.com/sucai/PPT背景图片：www.1ppt.com/beijing/PPT图表下载：www.1ppt.com/tubiao/优秀PPT下载：www.1ppt.com/xiazai/PPT教程：www.1ppt.com/powerpoint/Word教程：www.1ppt.com/word/Excel教程：www.1ppt.com/excel/资料下载：www.1ppt.com/ziliao/PPT课件下载：www.1ppt.com/kejian/范文下载：www.1ppt.com/fanwen/试卷下载：www.1ppt.com/shiti/教案下载：www.1ppt.com/jiaoan/PPT论坛：www.1ppt.cn安全技术防止短路防止过充避免热失控避免燃烧电路保护防止引发避免事故枝晶刺穿隔膜，导致短路无法刺穿隔膜，起到保护作用关断隔膜：当温度升高到130oC,隔膜材料熔融将隔膜微孔阻塞，这种隔膜可以在高温下阻断电池的继续反应，被称为自关断隔膜。高分子聚合物隔膜其内部分布无数微孔，在电解液中具备离子传输和迁移能力。管理系统可以有效控制电池电压，但无法控制极片各区域的电势，因此不能防止电极的局部过充。在电解液中加入一种氧化还原电对O/R,当电池过充时，R在正极上氧化成O,随之O扩散至负极又还原成R，如此内部循环使充电电势钳制在安全值，抑制电解液分解及其他电极反应发生。PolymerResin常温高温ConductiveMaterial集流体PTC涂层活性层有机磷酸酯:高阻燃、对电解质盐强溶解能力例如：DMMP（二甲氧基甲基磷酸酯）—低粘度(cP~1.75,25℃),低熔点、高沸点(-50~181℃),强阻燃(P-content:25%),锂盐溶解度高TMPP[Tri-(4-methoxythphenyl)phosphate]阻燃溶剂的主要应用问题：与负极匹配性较差，电池充放电库伦效率低，需要在成膜添加剂方面开展更为系统的工作。电路保护通常安装在电池组中，含有控制IC、MOSF等器件，使每节电芯在安全电压范围内运行。同时可能配有温度传感器及过温保护器件确保当电池的温度超过安全温度范围时及时切断电路，降低电池事故风险。PPT模板下载：www.1ppt.com/moban/行业PPT模板：www.1ppt.com/hangye/节日PPT模板：www.1ppt.com/jieri/PPT素材下载：www.1ppt.com/sucai/PPT背景图片：www.1ppt.com/beijing/PPT图表下载：www.1ppt.com/tubiao/优秀PPT下载：www.1ppt.com/xiazai/PPT教程：www.1ppt.com/powerpoint/Word教程：www.1ppt.com/word/Excel教程：www.1ppt.com/excel/资料下载：www.1ppt.com/ziliao/PPT课件下载：www.1ppt.com/kejian/范文下载：www.1ppt.com/fanwen/试卷下载：www.1ppt.com/shiti/教案下载：www.1ppt.com/jiaoan/PPT论坛：www.1ppt.cn展望动力电池存在安全隐患，高能量密度电池的应用需慎重；安全性问题严重制约了动力电池发展和比能量提升；材料体系安全性和工艺技术安全性的重要作用；发展防短路、防过充、防热失控和不燃烧的电池安全性技术是解决电池安全性问题的有效途径；锂离子电池新体系（如水系锂离子电池、全固态锂离子电池等）的研究推动了锂离子电池技术的发展。电池安全性问题展望52