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鋰電池儲能 三方向提升安全性 ...
鋰電池儲能系統在國內外不斷發生電池起火事件,導致客戶心中始 終有疑慮,就是鋰電池會不會爆炸起火。儲盈科技技術長謝芳吉博士 指出,針對儲能系統安全的控制,藉由標準的制定與執行,透過相關 的國際/國家認證的測試與監督,是可以達到穩定控制的目的。
謝芳吉強調,但是對於鋰離子電池本身內部的問題,就必須在材料 、製造及使用過程中的諸多安全隱患,尋求針對易產生安全問題的部 分進行研發與改善,這是鋰離子電池製造商需要解決的問題,以下提 供幾個方向作為參考:
一、提高電解液的安全性:電解液與正、負電極之間均存在很高的 反應活性,尤其在高溫下,為了提高電池的安全性,提高電解液的安 全性是比較有效的方法之一。通過加入功能添加劑、使用新型鋰鹽以 及使用新型溶劑可以有效解決電解液的安全隱患。根據添加劑功能的 不同,主要可以分為以下幾種:安全保護添加劑、成膜添加劑、保護 正極添加劑、穩定鋰鹽添加劑、促鋰沉澱添加劑、集流體防腐添加劑 、增強浸潤性添加劑等。例如國內工研院所研發的STOBA技術等。
二、提高電極材料的安全性:磷酸鐵鋰以及三元複合材料是主要使 用的正極材料,通常前者成本相對低廉、安全,後者屬高能量密度, 不論在電動汽車產業與儲能系統中已普及應用。對於正極材料,提高 其安全性的常見方法為包覆修飾,如用金屬氧化物對正極材料進行表 面包覆,可以阻止正極材料與電解液之間的直接接觸,抑制正極物質 發生相變,提高其結構穩定性,降低晶格中陽離子的無序性,以降低 副反應產熱。
對於負極材料,由於其表面的往往是鋰離子電池中最容易發生熱化 學分解並放熱的部分,因此提高SEI膜的熱穩定性是提高負極材料安 全性的關鍵方法。通過微弱氧化、金屬和金屬氧化物沉積、聚合物或 者碳包覆,可以提高負極材料熱穩定性。
三、改善電池的安全保護設計:除了提高電池材料的安全性,商品 化的鋰離子電池中,採用的許多安全保護措施,如設置電池安全閥、 熱溶保險絲、串聯具有正溫度係數的部件、採用熱封閉隔膜、加載專 用保護電路、專用電池管理系統等,也是增強安全性的手段。
隨著鋰離子電池安全性問題越來越受到人們的關注,許多企業積極 針對鋰離子電池中的安全隱患進行研發與改善,提出有效的電池安全 解決方案,也希望透過整個鋰電池儲能系統中的相關業者一起的努力 ,讓儲能系統的發展更為穩定與可靠,能為台灣的新能源貢獻一份力 量。
2022-04-21
By: 摘錄工商時報