复合硅微粉
摘要: 锂离子动力电池因具有诸多优点，被认为是目前最适合用作电动汽车动力源的储能装置。然而安全问题一直是萦绕电动汽车的一个不可避免的话题。本文通过阐述国内新型高温动力电池的技术关键点和优缺点，为其他研究者提供更加广阔的动力电池高温性能设计思路。
关键词:新能源汽车 动力电池 热失控
电缆转接箱
1引言封包过滤器
现如今，我国大力推广纯动力家用汽车的使用，在深圳、广西、海南等城市已经出文规定，2030年不再售卖传统燃油汽车[1]毫米波天线。锂离子动力电池相较于其它类型的动力电池具有较高的功率密度及较低的自放电率等优点，成为目前商用电动汽车上主力储能装置，国内的电池厂商在“十二五”，“十三五”，“十四五”规划发展的机遇下，锂离子动力电池技术得到高速、全面的发展[2]。
然而，动力电池的高功率和电压平台也带来了不可忽视的高温环境下热失控问题，严重时会
出现燃烧甚至爆炸的现象，因此必须采取有效的管理手段实现对电动汽车动力电池系统的安全保护，规避上述安全隐患的发生。
1.1磷酸铁锂模块动力电池
宁德时代的无模块直接集成到动力电池组（简称：CTP技术）是改变动力电池模块结构的重大突破技术之一[3]。该技术通过简化模组结构，取消顶板、侧板等零部件优化排列，每个模块通过紧固件连接到电池托盘上，最后将电池组固定到不同的横梁上，省去了组装环节，降低了动力电池总成本。此外，宁德时代CTP技术将一个大的模块通过若干个塑料散热片分割成小模块，增加了散热比表面积，通过导热硅胶垫片和冷却通道保证动力电池模块极端环境下的高安全性。
宁德时代相关报道显示，采用CTP技术的电池模块中电池包零部件数量减少40％，但是利用率提高了15％－20％，生产效率提升了50％，能量密度提升了10％－15％。乳化石蜡
宁德时代的CTP技术为新能源汽车动力电池模块的发展开辟了新的赛道，做到了低成本、高空间利用率、高能量密度与高安全性结合。更符合未来新能源电动汽车的发展趋势。
1.2刀片模块动力电池
比亚迪的刀片动力电池是近年来轰动整个新能源汽车行业的电芯技术之一。刀片电池也叫长电芯方案，是一种通过增大电芯的长度，将电芯扁长化设计，来进一步改进动力电池包集成效率的技术。刀片电池最明显的优势在于散热效果好，难点在于整个电芯的结构结构强度稳定性方面[4]。 与传统的圆筒型设计相比，刀片动力电池采用长0.6米以上的大动力电池单元，可以提高动力电池组的空间利用率和能量密度。此外，刀片动力电池更大的比表面积所带来的优异散热性能也利于高温环境下的正常工作，带来了不可比拟的高安全性。
比亚迪的动力电池通常采用高安全性的磷酸铁锂，但是其降低的能量密度导致驾驶员不可避免的由续航焦虑，降低了驾驶体验感。对比亚迪来说，刀片式动力电池具有更深的战略意义。
降香黄檀树1.3大禹体系动力电池
长城汽车主要攻克方向在电池的热扩散和热失控导致的安全问题。目前，长城汽车的大禹
动力电池采用八大核心技术：热源隔断、双向换流、热流分配、定向排爆、高温绝缘、自动灭火、正压阻氧，以及智能冷却，最终可实现“电芯化学体系全覆盖”、“任意位置电芯”、“单个或多个电芯”触发热失控的情况下都能实现不起火、不爆炸[5]。
从官方数据可知，研究人员将多个电芯集聚触发热失控，当温度最高达到1037℃、动力电池包内气压达到三次高峰、瞬间最高气压约16kPa时，电池模组可以通过尾部灭火盒设计，将外溢烟雾最高温度控制在100℃以下。
大禹动力电池主要设计思想在“导”、“疏”的过程。“导”通过双向放流和定向排爆精准化设计，让热源流动，不聚集；“疏”在流动过程中会就近快速疏导到通道之中，在高压之下快速排出包外，排出之后通过材料抑制减少长时间传导。
1.4“弹匣”体系动力电池
在2020年3月,广汽埃安就发布了新一代动力电池安全技术,简称弹匣动力电池[6]。弹匣动力电池通过高性能电池管理系统精准把控电芯参数，起到中央调节作用，再利用高强度的弹匣外壳把失控单元限制在单一隔舱之内，避免热扩散。
广汽埃安公布的针刺试实验显示,实验过程中只有被刺电芯模块出现了热失控,没有影响到动力电池包的其它电芯。被刺电芯虽然出现短暂冒烟,但是并无起火和爆炸现象。48h后,电压降至0V,温度恢复至室温。值得注意的是，本次实验中采用的是高温性能不佳的三元锂离子电池而非磷酸铁锂锂离子电池。
广汽埃安弹匣动力电池采用超高耐热稳定的电芯和良好降温功能的速冷系统，结合高性能电池管理系统与大数据摸底，保障整体电芯的高安全性。
1.5“琥珀、云母”体系动力电池
琥珀电池，顾名思义，就是将每各电芯用隔热材料包裹起来，像琥珀一样。电芯与电芯之间填充隔热材料,使电芯成为一个个独立的个体避免单个电芯出现热失控，导致整个电池包发生热爆炸[7]。
为了证明琥珀动力电池的高温安全性能，岚图直接将琥珀动力电池包内部加热,把其中一颗电芯以及周边的电芯温度加热到300°C,实验结果显示,岚图琥珀动力电池在触发热失控后,动力电池包不冒烟、不起火、不爆炸。
云母电池,其机理和琥珀电池相似,两者均采用“三维隔热墙”技术,区别在于云母电池在电池包内加入层状Al-Si云母和气凝胶,隔热材料含量少，琥珀电池隔热材料含量高，动力电池的能量密度相对低。
1.6果冻电解液动力电池
2020年12月2日，蜂巢能源科技有限公司先发布果冻动力电池。果冻动力电池是一种应用了新型果冻状电解质的锂离子动力电池，具有自愈合、阻燃等特点，可以实现动力电池电性能与安全性能的兼得，在几乎不降低电性能的同时阻止热扩散[8]。
蜂巢能源动力电池日上发布，果冻动力电池的电导率仅仅只有6mS/cm，与同材料体系的电解液动力电池的电化学性能相差无几。在150℃的热箱试验中，果冻动力电池在满电针刺试验中，可以实现不起火、不冒烟。
1.7熔岩动力电池
2021年3月，由中国科学院上海应用物理研究所与国内外六家大学和科研机构合作研制出新型高温熔盐动力电池[9]。高温熔盐动力电池以高温下熔融金属钇掺杂氧化锆制成的纳米
固体氧化物粉末做为电解质，负极活性物质为铁和锌，正极活性物质为空气的电池材料。
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