1．現(xiàn)實(shí)的隱慮

    新燃料車子在下降能耗、降低二氧化碳釋放等方面具備明顯的優(yōu)勢(shì)，被視為未來車子的進(jìn)行趨向，近年來全球列國(guó)也紛紛頒布政策與舉措，以扶持本國(guó)新燃料車子的進(jìn)行。隨著我們國(guó)家“十城千輛”工程的一步步推行，各新燃料示范都市甚而部分未列入試點(diǎn)的都市，都接踵在公共交通、出租、郵政環(huán)衛(wèi)等范疇投放了批量的純電動(dòng)車子、插電式混合能源車子以及混合能源車子，新燃料車子漸漸顯露在公眾的視野中間。然則在新的技藝帶來綠色外出理念的同一時(shí)間，在國(guó)家內(nèi)部外產(chǎn)生的數(shù)起平安事故，尤其是近期深圳的“5.26”比亞迪E6電動(dòng)出租車車禍，危及到了壽命，引起了公眾對(duì)新燃料車子平安功能的擔(dān)心，而這點(diǎn)擔(dān)心的核心聚集到了新燃料車子所組裝的電池組身上。

    鋰離子電池作為日前新燃料車子的能量庫(kù)存體，最先商業(yè)化于上世紀(jì)90年代初，并漸漸廣大利用于各樣花費(fèi)類電子產(chǎn)物中。在某些極限的要求下，源于電池受到濫用，自身里面微短路或外部短路，龐大的能量可能導(dǎo)致電池內(nèi)的有機(jī)物質(zhì)燃燒，從而激發(fā)車禍，相似的概況在花費(fèi)電子范疇也有相干報(bào)導(dǎo)。比較花費(fèi)電子產(chǎn)物的利用，新燃料車子中所運(yùn)用的鋰離子電池組單體容量很大，串并聯(lián)數(shù)更多，同一時(shí)間運(yùn)用的環(huán)境更嚴(yán)苛，從平安的方位來講也存留著很大的風(fēng)險(xiǎn)，民眾對(duì)電池平安的擔(dān)心卻非無道理。

    2．作用鋰離子電池平安的里面要素

    在新燃料車子范疇，電池組的設(shè)置是機(jī)動(dòng)車全體設(shè)置的要緊構(gòu)成，工程師們對(duì)電池組的構(gòu)造設(shè)置，熱治理等方面發(fā)展過周全考慮，并經(jīng)過嚴(yán)刻的測(cè)試，以滿足電池適宜的事業(yè)環(huán)境，從而確保司乘人士的平安。但如何提升電池本身的平安性，是解決電動(dòng)車子平安難題的焦點(diǎn)課題。

    鋰離子電池最重要的由正極資料、負(fù)極資料、隔膜以及電解液構(gòu)成。作為一種化學(xué)電源體制，在設(shè)置的事業(yè)要求范疇以內(nèi)通常很難產(chǎn)生平安車禍；而在某些極其要求下，如高溫、過充、過放、外部短路或針刺擠壓等，各構(gòu)成部分本身的浮動(dòng)及相互效用都有可能作用電池平安。針對(duì)各構(gòu)成部分而言：

    1) 正極資料。常見的正極資料包括鈷酸鋰（LCO）、錳酸鋰（LMO）、三元資料（NCM）、磷酸鐵鋰（LFP）等。不同的正極資料在挨近其熱分解溫度時(shí)可能分解并與電解液產(chǎn)生放熱反映；電池在高電壓過充狀況下，鋰離子從正極資料過度脫出，其強(qiáng)氧化性可使電解液氧化,。正極資料與電解液之中的放熱反映會(huì)發(fā)生大批的熱量，當(dāng)這點(diǎn)熱量沒有辦法散逸, 電池溫度會(huì)接著升高, 進(jìn)一步加速放熱反映, 終歸導(dǎo)致電池?zé)崾Э亍?/p>

    2) 負(fù)極資料。鋰離子電池許多采納石墨作為負(fù)極資料，在過充（有時(shí)甚而是尋常充放電）時(shí)，鋰離子簡(jiǎn)單在負(fù)極堆積造成鋰枝晶，刺穿隔膜造成電池里面短路，并與電解液反映生成可燃性氣體，這是鋰離子電池第一大的平安禍患。

    3) 隔膜。營(yíng)運(yùn)的隔膜為多孔PP/PE材質(zhì)，厚度通常為20-30微米左右，是正極資料與負(fù)極資料間獨(dú)一的屏障，當(dāng)電池產(chǎn)生外部短路或遭到針刺擠壓時(shí)，很簡(jiǎn)單導(dǎo)致隔膜的破裂，形成短時(shí)間內(nèi)的大電流，讓得電池里面溫度升高，并在極短時(shí)間內(nèi)激發(fā)系列的激烈反映。

    4) 電解液。經(jīng)常使用的電解液平常為有機(jī)物，電池在極其概況發(fā)放生的冒煙、燃燒甚而爆炸，與其有干脆的關(guān)聯(lián)。與電池體制不配合的電解液，在電池短路或電壓過高時(shí)會(huì)被分解，剎那發(fā)生大批氣體，導(dǎo)致電池里面負(fù)擔(dān)升高，慘重時(shí)會(huì)導(dǎo)致脹氣或沖破殼體。

    關(guān)于這點(diǎn)鋰離子電池存留的可能的平安禍患而言，在非尋常運(yùn)用概況下，經(jīng)常使用的碳負(fù)極所引起的鋰枝晶析出最簡(jiǎn)單產(chǎn)生，是電池平安的短板。針對(duì)各構(gòu)成部分在電池平安方面存留的難題，業(yè)內(nèi)也在踴躍發(fā)展相應(yīng)的改良研發(fā)，如開發(fā)正極資料時(shí)考量其高溫穩(wěn)固性以及耐過充特性；在隔膜開發(fā)中注重其防穿透能力及閉孔阻隔特性；開發(fā)高電壓電解液等；而鈦酸鋰（Li4Ti5O12，LTO）作為負(fù)極資料取代石墨，讓得鋰離子電池在平安功能上獲得了相當(dāng)大的提高。

    3．鈦酸鋰（LTO）電池技藝特色

    鈦酸鋰（LTO）資料用于電池開發(fā)始于20世紀(jì)90年代，其作為負(fù)極資料利用，相對(duì)碳負(fù)極有較大的優(yōu)勢(shì)，近年來遭到相當(dāng)大的關(guān)心。

    LTO為尖晶石構(gòu)造，理論比容量為175mAh/g，實(shí)質(zhì)比容量可達(dá)165mAh/g，并聚集在平臺(tái)地域。LTO是一個(gè)零應(yīng)變資料，如圖1所示，鋰離子在鑲嵌與脫出時(shí)晶格常數(shù)與空間浮動(dòng)都很小，具有極優(yōu)的重復(fù)功能；而石墨的層狀構(gòu)造在鋰離子鑲嵌脫出時(shí)平常發(fā)生層間形變，并隨著嵌脫次數(shù)的增添而導(dǎo)致構(gòu)造塌陷。LTO資料不與電解液產(chǎn)生反映，沒有SEI膜造成；更要緊的在于LTO的電勢(shì)比鋰金屬高，不易析出鋰枝晶，讓得鈦酸鋰電池相對(duì)其它實(shí)用碳負(fù)極資料的鋰離子電池在基本上更平安。

圖1. 石墨與鈦酸鋰構(gòu)造對(duì)照

    為了獲得更高的比能量密度，LTO平常作為負(fù)極資料與錳酸鋰（LMO）或三元資料（NCM）正極資料構(gòu)成電池，電壓平臺(tái)為2.3V左右。

    4．更平安的LpTO電池

    微宏對(duì)現(xiàn)存LTO資料發(fā)展改性，并同一時(shí)間對(duì)正極資料、隔膜以及電解液發(fā)展了相應(yīng)的改性開發(fā)，通過體系整合，開發(fā)出了更平安與超長(zhǎng)重復(fù)生命的LpTO電池。

    憑借對(duì)電池原料的技藝改性，尤其是LpTO負(fù)極資料的利用，電池的平安功能獲得了極大的提升。圖2是幾種日前經(jīng)常使用在新燃料車子尤其是純電動(dòng)公交與混合能源公交的電池與LpTO電池在同等要求下的穿刺測(cè)試對(duì)照照片。電池均為10Ah軟包裝單體，在相同的測(cè)試要求下，采納三元資料（NCM）作為正極，石墨（C）做負(fù)極的電池顯露起火景象；采納磷酸鐵鋰（LFP）作為正極，石墨（C）做負(fù)極的電池發(fā)生了濃密的煙霧；而運(yùn)用LpTO技藝的電池則沒有反常景象顯露，同一時(shí)間電池電壓亦顯現(xiàn)尋常。這是由于LpTO電池從根基上改良了現(xiàn)存其它體制的鋰離子電池潛在的平安難題。

圖2. 碳負(fù)極與LpTO負(fù)極10Ah軟包裝電池穿刺對(duì)照平安測(cè)試截圖

    在某些更極其的測(cè)試要求下，LpTO電池也體現(xiàn)出較強(qiáng)的平安特性。圖3區(qū)別展現(xiàn)了LpTO電池在通過并聯(lián)穿刺試驗(yàn)，或?qū)掖吻袛嗪蟮膶?shí)物照片�？尚幸姷�，電池在并聯(lián)穿刺后并沒有產(chǎn)生起火或許爆炸，而通過屢次切斷試驗(yàn)后還能維持其電壓。

圖3. LpTO電池10并穿刺測(cè)試及切斷測(cè)試后實(shí)物照片

    5．LpTO技藝的利用

    日前，這類更平安的LpTO技藝在新燃料公交范疇曾經(jīng)有了批量的利用。自2011年3月以來，第一批6輛裝備LpTO技藝的純電動(dòng)迅速充電公交客車在重慶609路已累積平安運(yùn)轉(zhuǎn)28 000千米；2012年4月，又有25臺(tái)投入到新的線路運(yùn)營(yíng)，同期也投放了運(yùn)用LpTO技藝的50臺(tái)迅速充電插電式混合能源公交客車到重慶4條公交線路面上。到2012年底，在重慶裝備LpTO技藝的新燃料公交客車總數(shù)將達(dá)到200臺(tái)。圖4是組裝LpTO電池的迅速充電純電動(dòng)客車在重慶實(shí)地運(yùn)營(yíng)的照片。

圖4. 裝備LpTO電池的迅速充電純電動(dòng)公交客車在重慶實(shí)地運(yùn)營(yíng)

    6．小結(jié)

    不論是車企仍是配套廠家，作為新燃料車子工作的參加者，都起首要將平安作為頭等大事，不行用壽命的代價(jià)來?yè)Q取資產(chǎn)的進(jìn)步。鋰離子電池在尋常運(yùn)用要求下是平安的，而為了確保鋰離子能源電池的運(yùn)用平安，除了在電池單體制造與成組時(shí)嚴(yán)刻把控品質(zhì)關(guān)，幸免因生產(chǎn)工藝激發(fā)平安車禍以外，電池組合乎道理的構(gòu)造設(shè)置、電源治理以及熱治理都須要充分考量。除去這點(diǎn)外部的要素以外，采用自身更平安的電池單體，可行從本質(zhì)上提升電動(dòng)車子用鋰離子電池的平安系數(shù)。

    微宏的LpTO技藝改良了采納石墨負(fù)極電池的內(nèi)在缺陷，電池本身的平安特性獲得了提高，讓得電池愈加平安。實(shí)是上，也有越來越多探討投入到了鋰離子能源電池的平安探討范疇，因而，咱們有理由信任，經(jīng)過更合乎道理的體系設(shè)置以及電池技藝自身的改良，未來的新燃料車子將來會(huì)更平安。