1  研究背景

当前,锂离子电池广泛应用于手机、笔记本电脑、大型储能设备、电动汽车等领域,在人们的日常生活中扮演着重要角色。为满足市场需求,电池企业加大了对高能量密度锂离子电池的研发力度,但与此同时,也增加了电池的安全隐患。尤其是在滥用条件下(如加热、过充电、过放电、短路、振动、挤压等),容易引发电池的热失控,出现起火、爆炸等严重的安全问题。为评估锂离子电池的安全性,国内外提出了众多安全性测试国家和行业标准。为开展更合理的安全测试,适应市场需求,有必要对锂离子电池安全性测试与评价方法的原理进行分析,提出更合理的建议,以促进锂离子电池行业的稳定发展。

2  重点内容导读

本文对锂离子电池的机械滥用、热滥用和电滥用安全性测试与评价方法的原理进行了分析;对具有代表性的锂离子电池安全测试标准GB/T 31467.3/31485和SAE J2464/UN 38.3的相关试验方法进行了对比分析。应用X射线三维CT技术,测试了安全性试验前后锂离子电池内部结构的变化,对X射线三维CT应用于锂离子电池安全性测试分析的前景进行了展望。本文为锂离子电池安全失效模式分析指明了方向。

3  结语

国家及电池检测机构越来越重视电池的安全性测试与评价。通过对比发现,我国对电动汽车动力用锂离子电池的安全性测试条件要求相对宽松。当前电池检测机构所测试的锂离子电池样品来自厂家送样,不能完全代表市场上所用的锂离子电池安全性能;因此,抽样方法应需进一步优化。中国北方车辆研究所发现X射线三维CT技术可清晰观测锂离子电池的内部结构,有效分析其安全性,建议X射线三维CT在锂离子电池安全性测试方面实现大规模应用。

目前我国锂离子电池的发展仍面临能量密度的提升和电池安全性相矛盾、电池安全失效分析技术等瓶颈。安全失效分析有助于新型高性能锂离子电池的开发。国内在锂离子电池安全失效分析领域的发展还处于摸索阶段,还存在对高校基础研究、检测机构的测试与评价方法、电池企业的资源数据库三方的整合度不充分的问题。中国北方车辆研究所动力电池测试中心也正在积极尝试整合三方资源,搭建先进的锂离子电池诊断测试平台,力求建立完善的锂离子电池安全失效故障和分析流程。