電池安全
歐陽(yáng)明高院士長(zhǎng)期從事節(jié)能與新能源汽車新型動(dòng)力系統(tǒng)研究(包括電控內(nèi)燃機(jī)、燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)、動(dòng)力電池系統(tǒng)、多能源混合動(dòng)力等),尤其是在面向排放控制的發(fā)動(dòng)機(jī)新型電控高壓噴油原理與系統(tǒng)研制、保障電動(dòng)汽車安全性的鋰離子電池?zé)崾Э貦C(jī)理與主動(dòng)防控,優(yōu)化燃料電池耐久性的燃料電池/動(dòng)力電池混合動(dòng)力設(shè)計(jì)與控制方法等三方面開(kāi)展了從理論創(chuàng)新、技術(shù)突破到推廣應(yīng)用的系統(tǒng)性工作,建立了汽車動(dòng)力系統(tǒng)學(xué)研究與人才培養(yǎng)體系。根據(jù)中國(guó)新能源汽車動(dòng)力電池比能量發(fā)展的趨勢(shì),我們很快就會(huì)向300瓦時(shí)/公斤的所謂的高鎳三元811電池很快就會(huì)進(jìn)入市場(chǎng),清華大學(xué)專門建了電池安全實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展相關(guān)的基礎(chǔ)研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)。目前清華大學(xué)電池安全實(shí)驗(yàn)室跟國(guó)內(nèi)外企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)開(kāi)展了廣泛的合作,包括寶馬、奔馳、日產(chǎn)等大公司。研究重點(diǎn)是在熱失控的三個(gè)方面,一是熱失控的誘因,包括熱、電、機(jī)械的原因。二是熱失控發(fā)生的機(jī)理究竟是什么,從而在材料設(shè)計(jì)層面加以防護(hù)。三是熱蔓延,一旦單體電池防止不了熱失控,就得有二次防護(hù)手段,就是在系統(tǒng)層面要切斷熱失控的蔓延,只要切斷蔓延就可以防止事故。我們對(duì)高比能量電池的熱失控控制,不僅靠材料本身,還要從系統(tǒng)層面來(lái)進(jìn)行。目前,在電池管理系統(tǒng)方面,國(guó)內(nèi)的產(chǎn)品的功能不足、精度不夠,尤其是安全功能是不全,因此需要加大電池管理系統(tǒng)的研發(fā)力度。清華在電池管理系統(tǒng)的積淀比較豐富,已經(jīng)獲得65項(xiàng)專利授權(quán),這些專利在國(guó)內(nèi)外著名公司合作中得到了應(yīng)用,其中部分專利也授權(quán)給了奔馳汽車公司。鋰離子動(dòng)力電池高比能是全世界范圍的發(fā)展方向和趨勢(shì),把握高比能量與安全性之間的平衡點(diǎn)是關(guān)鍵?;诟鲊?guó)動(dòng)力電池技術(shù)路線的比較,短期是液態(tài)電解液的鋰離子電池,下一步將會(huì)向固態(tài)電池方向發(fā)展。綜合考慮電池成本和動(dòng)力電池的發(fā)展方向,我們建議我國(guó)也應(yīng)該走類似的路徑,即短期是液態(tài)電解質(zhì),發(fā)展高鎳三元正極和硅炭負(fù)極,通過(guò)電池管理系統(tǒng)和熱蔓延的抑制來(lái)防止安全事故發(fā)生,這類電池能夠滿足電動(dòng)汽車500公里續(xù)駛里程的要求。
清華大學(xué)
2021-04-13