储能科学与技术 ›› 2017, Vol. 6 ›› Issue (1): 43-51.doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2016.0011

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锂离子动力电池安全性问题影响因素

谢潇怡1,王  莉2, 何向明1,2,张明轩1,李建军1   

  1. 1清华大学核能与新能源技术研究院,2汽车安全与节能国家重点实验室,北京 100084
  • 收稿日期:2016-04-07 修回日期:2016-06-12 出版日期:2017-01-03 发布日期:2017-01-03
  • 通讯作者: 何向明,副研究员,主要研究方向为锂离子电池及其相关材料,E-mail:hexm@mail. tsinghua.edu.cn。
  • 作者简介:谢潇怡(1982—),女,博士后,主要研究方向为锂离子电池,E-mail:xiexiaoyi0328@126.com;
  • 基金资助:
    国家自然科学基金重大项目(U1564205),科技部重点基础研究发展计划(2013CB934000),科技部国际科技合作项目(2014DFG71590),清华大学苏州汽车研究院(吴江)基金(2012WJ-A-01)。

The safety influencing factors of lithium batteries

XIE Xiaoyi1, WANG Li2, HE Xiangming1,2, ZHANG Mingxuan1, LI Jianjun1   

  1. 1Institute of Nuclear and New Energy Technology, Tsinghua University, 2National Key Laboratory of Automotive Safety and Energy, Beijing 100084, China
  • Received:2016-04-07 Revised:2016-06-12 Online:2017-01-03 Published:2017-01-03

摘要: 影响动力电池安全性能的因素贯穿了一个动力电池从电芯选材到使用终结的生命周期始终,因此原因复杂多样层次丰富。本文通过回顾从电芯材料本身、电芯的制造过程、电池集成中关于BMS(电池管理系统)和安全性方面的设计,到使用工况中影响锂离子电池安全性的因素,分析了电芯组成材料的晶体结构、电极电势、性状,电芯制造过程中自动化程度、SEI膜生长条件,电堆的集成设计以及电池在使用过程中面临的过度充放电、恶劣温度、意外工况等滥用方式对锂离子电池安全性能的影响。提出了锂离子电池在各个环节下消减影响安全性不利因素的方法,得出了需要重视电池集成和对电池发生热失控进行预案设计的结论。

关键词: 锂离子电池, 动力, 安全性, 影响因素

Abstract: The factors which influence the safety of lithium batteries exist from the choosing of the cell materials to the using situation of the batteries, from the beginning to the end of a battery life, so the reasons are complicated. Reviewing the Cell material themselves, process of the manufacturing, design of the BMS (battery manage system) and the safety parts, together with working conditions form the factors which may be the barrier of safety. We analyzed the factors which influence battery safety, such as the crystal structure/electrode potential/character, the cell manufacture process/growing of SEI, integration and designing of the battery, the abusing like over-charging/discharging/harsh temperature/accident. Proposing the way (integration and design) to make a safer battery.

Key words: lithium battery, power, safety, influencing factor