新能源汽车之锂电池防水透气防爆解决方案

在国外的一次交通事故中，汽车猛力撞向了一棵大树，瞬间产生火花，引发了车内的锂电池爆炸，进而让整个车辆燃烧成一团巨大的火球。

 常见的正极材料主要成分为 LiCoO2 ，负极则是特殊分子结构的碳。

充电时，加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子，嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中。

放电时，锂离子则从片层结构的碳中析出，重新和正极的化合物结合．锂离子的移动产生了电流。

原因1：
    锂是世界上最活泼的金属。锂离子电池体积小容量密度高，高能量密度的特性让其成为电动汽车的首选。锂离子电池在工作中是利用锂离子得失电子和迁移聚集来实现电能的储存的。然而，锂的化学特性太活泼。锂金属暴露在空气中，会与氧气产生激烈的氧化反应,  产生大量热量，如果没有及时散发这些热量从而产生燃烧、爆炸。

原因2：
    电池的制造工艺也是影响电池安全性能的重要因素，其中最主要的有三方面因素，分别为正负极容量配比、浆料均匀度控制、涂布质量控制。

原因3：
    在使用过程中，大电流（外短路，内短路）导致的过热引起爆炸；破裂也可能使充电后不稳定的负极（沉积有锂）接触空气导致大量放热/或负极容量不足；过充/过放也会引起爆炸。

撞击后，产生的危害

Model S汽车猛力撞向了一棵大树，瞬间产生火花，引发了车内的锂电池爆炸……
新能源汽车电池组，一旦撞击后：

• 外壳出现破损或被刺穿，里面的锂离子化合物遇到空气或者水后会发生化学反应，如果再碰到猛烈的撞击或者高温，很容易发生爆炸的危险；

• 高压锂电池引发的火灾还需要“大量的水”来扑灭，而且这样的火灾往往温度极高；

• 大量的电池模块外壳可能会散落在大约100英尺的地方。一些小电池外壳已经支离破碎，像是燃烧的射弹，伤及无辜；

• 大量的电解液炸散在电池包外界，造成极大的环境破坏。

解决方案

在锂电池的实际应用中，千方百计地防止电解液中的锂离子向锂金属转化，并把金属锂锁在石墨或锂化合物中，所以人们制造锂离子电池的正极材料主要采用钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。

• 电池包内气压过高到一定限度时进行报警，人们有机会避免出现爆炸事故；

• 除此之外，还有进一步补救措施：锂与氧气产生激烈氧化反应产生的气体即时泄放，实现电池PACK内外的气压平衡，不致于电池壳体支离破碎飞落四周，把危害控制在最小。

目前主流的解决方案，是采取在电池壳体外围开孔，然后连接一个防爆阀。

括以下类型：

其功能：防爆防水防尘透气，正常工作时起到防水透气同时防尘的作用，达到设备内外气压平衡杜绝负压吸水，当设备内突发爆炸达到开启气压时阀体开启大透气量排气。

特性特征：

1、正常工作时气体泄放，以及电池包冷却时吸入外界的空气，外界液态水不能进入电池包中；

2、抗超强突爆气压；

3、高防水性能达IP68；

4、低防爆开启点可低于4.5kPa；

5、爆破排气快,可达每分钟100升，完美解决刺破式排气慢的问题；

6、高度矮，方便安装；

7、爆破开启排气任务完成后自闭合回到防水透气的工作模式，避开短期高温增压刺破膜而产生的无穷后患。