鋰電池阻燃技術研究與應用演講人：日期:目錄245136技術背景與行業(yè)需求關鍵測試與驗證體系阻燃材料研發(fā)進展典型應用場景實踐系統(tǒng)阻燃設計策略發(fā)展趨勢與挑戰(zhàn)01技術背景與行業(yè)需求鋰電池熱失控機理分析鋰電池熱失控的根本原因鋰電池內部短路、電解液泄漏、電池過充或過放等導致電池內部溫度升高，進而引發(fā)熱失控。熱失控過程熱失控的后果鋰電池在高溫下，電解液中的有機溶劑會蒸發(fā)和分解，產生大量氣體和熱量，導致電池內部壓力升高，進而引發(fā)電池燃燒或爆炸。鋰電池熱失控不僅會對電池本身造成損害，還可能對周圍環(huán)境和設備造成嚴重影響，甚至危及人身安全。123安全標準與法規(guī)要求聯(lián)合國《關于危險貨物運輸?shù)慕ㄗh書》和《鋰電池航空運輸規(guī)范》等國際標準對鋰電池的安全性能提出了明確要求。國際標準國內法規(guī)行業(yè)標準中國民用航空局發(fā)布的《鋰電池航空運輸規(guī)范》以及國家質檢總局發(fā)布的鋰電池相關產品標準，對鋰電池的安全性能進行了規(guī)范。電池行業(yè)協(xié)會發(fā)布的鋰電池行業(yè)標準，對鋰電池的安全性能、測試方法等方面進行了詳細規(guī)定。近年來，鋰電池在充電、使用、儲存等環(huán)節(jié)發(fā)生了多起火災、爆炸等安全事故，引起了廣泛關注。行業(yè)事故案例分析事故概述事故原因主要包括電池質量問題、使用不當、充電設備不匹配等。其中，電池熱失控是導致事故擴大的重要原因。事故原因事故發(fā)生后，應總結經(jīng)驗教訓，加強電池質量控制、提高安全性能、完善使用說明等，以減少類似事故的發(fā)生。同時，對于已投入使用的鋰電池，應定期進行安全檢查和性能評估，確保電池的安全性。教訓與措施02阻燃材料研發(fā)進展包括磷酸酯類、膦酸酯類、鹵代烴類等，這些添加劑能夠有效降低電解液的可燃性。電解液添加劑技術阻燃添加劑種類通過化學反應釋放阻燃氣體、形成阻燃保護層、降低電解液溫度等機制達到阻燃效果。添加劑作用機制部分添加劑可能會影響電解液的電導率、粘度等性能，需進行性能平衡優(yōu)化。添加劑對電池性能影響固態(tài)電解質開發(fā)固態(tài)電解質挑戰(zhàn)固態(tài)電解質與電極材料之間的界面相容性問題、固態(tài)電解質機械強度與柔韌性平衡等難題需解決。03與液態(tài)電解液相比，固態(tài)電解質不易燃、無泄漏、化學穩(wěn)定性好，可顯著提高電池安全性。02固態(tài)電解質優(yōu)勢固態(tài)電解質種類包括聚合物固態(tài)電解質、無機固態(tài)電解質等，具有高安全性、高離子電導率等特點。01復合隔膜材料創(chuàng)新復合隔膜種類包括涂覆隔膜、多層復合隔膜等，通過物理或化學方法將阻燃材料與隔膜基材結合。01復合隔膜優(yōu)勢復合隔膜既能保持原有隔膜的機械強度和離子透過性，又能提高隔膜的阻燃性能和熱穩(wěn)定性。02復合隔膜研究方向提高復合隔膜的孔隙率、降低內阻、增強潤濕性等，以滿足高性能鋰離子電池的需求。0303系統(tǒng)阻燃設計策略模塊隔離優(yōu)化電池包結構，提高散熱效率，降低電池溫度，減少熱失控風險。散熱設計使用阻燃材料在電池模組內部及周邊使用阻燃材料，提高整體阻燃性能。通過合理劃分電池模組，實現(xiàn)模塊之間的有效隔離，阻止火焰蔓延。模塊結構優(yōu)化方案高效散熱系統(tǒng)采用先進的散熱技術，如液冷散熱、風冷散熱等，確保電池在充放電過程中產生的熱量能夠及時散出。熱失控預警技術通過實時監(jiān)測電池溫度、電壓等參數(shù)，及時發(fā)現(xiàn)熱失控跡象，并發(fā)出預警信號。智能電池管理系統(tǒng)（BMS）通過智能算法對電池進行充放電管理，優(yōu)化電池使用狀態(tài)，降低熱失控風險。熱管理技術升級防火涂層應用路徑涂層工藝改進采用先進的涂層工藝，確保涂層均勻、附著力強，提高防火涂層的可靠性和耐久性。03根據(jù)電池實際情況，合理控制涂層厚度，既能達到防火效果，又不影響電池性能。02涂層厚度優(yōu)化涂層材料選擇選擇具有優(yōu)異阻燃性能、耐高溫、耐腐蝕的涂層材料，確保在電池熱失控時能夠有效阻隔火源。0104關鍵測試與驗證體系國際安全測試標準是全球最知名的安全認證機構之一，針對鋰電池產品，UL發(fā)布了UL2572、UL1642、UL2054等一系列電池安全標準。UL認證IEC認證UN運輸測試國際電工委員會（IEC）制定的鋰電池安全標準是國際上廣泛采用的標準，包括IEC62133、IEC60335-2-29等。根據(jù)聯(lián)合國《關于危險貨物運輸?shù)慕ㄗh書》制定的鋰電池運輸安全測試，包括T.1至T.6等一系列測試。穿刺測試模擬電池在受到尖銳物體刺穿時的反應，評估電池的防爆、防燃性能。穿刺/過充測試方法過充測試模擬電池在充電過程中出現(xiàn)過充的情況，評估電池的過充耐受性和防爆性能。強制放電測試將電池置于高溫、強制放電條件下，觀察電池的安全性能和穩(wěn)定性。認證申請向第三方認證機構提交申請，并提供相關產品資料。產品測試第三方認證機構對產品進行安全、性能測試，并出具測試報告。工廠審核第三方認證機構對生產工廠進行審核，確保生產流程和質量管理體系符合要求。認證頒發(fā)通過測試和工廠審核后，第三方認證機構頒發(fā)認證證書，并持續(xù)進行產品監(jiān)管。第三方認證流程05典型應用場景實踐動力電池安全解決方案動力電池組防火措施采用防火隔離、防爆泄壓等技術，降低動力電池組起火、爆炸風險。03通過電池管理系統(tǒng)（BMS）實時監(jiān)控電池狀態(tài)，預防過充、過放、短路等安全隱患。02動力電池系統(tǒng)安全設計鋰電池熱失控防護采用阻燃材料、隔熱設計和散熱技術，有效阻止鋰電池熱失控擴散。01儲能電站防火配置儲能電站選址與設計避免火災易發(fā)區(qū)域，采用耐火建筑材料，設置防火隔離帶。01儲能電站消防系統(tǒng)配置火災自動報警系統(tǒng)、滅火系統(tǒng)、應急疏散通道等，確?；馂募皶r發(fā)現(xiàn)和撲滅。02儲能電池安全監(jiān)測實時監(jiān)測電池溫度、電壓、電流等參數(shù)，及時發(fā)現(xiàn)異常并采取措施。03阻燃材料應用設計電池保護電路，防止過充、過放、短路等電池故障引起的火災。電池安全保護電子產品散熱設計優(yōu)化產品散熱結構，避免元器件過熱引發(fā)火災。在消費電子產品外殼、內部結構中采用阻燃材料，減緩火勢蔓延。消費電子防護設計06發(fā)展趨勢與挑戰(zhàn)通過化學方法研發(fā)高效阻燃添加劑，提高鋰電池的阻燃性能。新型阻燃材料研發(fā)方向研發(fā)高效阻燃添加劑研究新型電解質材料，提高電池的安全性能和循環(huán)壽命。開發(fā)新型電解質材料利用納米技術制備阻燃材料，實現(xiàn)阻燃劑的納米化、功能化和復合化。納米阻燃技術智能化預警系統(tǒng)融合通過傳感器實時監(jiān)測電池的溫度、電壓、內阻等參數(shù)，及時發(fā)現(xiàn)異常情況。實時監(jiān)測電池狀態(tài)將預警系統(tǒng)與云平臺相結合，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時傳輸和處理，提高預警的準確性和響應速度。預警系統(tǒng)與平臺結合通過智能化控制和管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對鋰電池充放電過程的智能調控和安全保護。智能化控制與管理全生命周期安全管理電池生產安全管理在電池生產過程中，加強安全管理