BMS+制造工艺双重保障,各大科技公司如何提升锂电池安全性?
BMS+制造工艺双重保障,各大科技公司如何提升锂电池安全性?
近年来,随着锂电池在手机、电动汽车等领域的广泛应用,其安全性问题日益凸显。各大科技公司纷纷加大研发投入,通过电池管理系统(BMS)优化和制造工艺创新等手段,不断提升锂电池的安全性能。
BMS:智能守护者
BMS是锂电池安全防护的第一道防线。它通过实时监测电池的电压、电流和温度等关键参数,确保电池在安全范围内运行。当检测到异常情况时,BMS会立即采取保护措施,防止过充、过放或过流等现象发生。
BMS的工作流程高度智能化。系统启动后,首先进行模式判断,根据车辆控制单元(VCU)和充电控制系统(CCS)的信号,决定进入行车模式或充电模式。随后,系统会进行一系列自检,包括单体电压温度、总电压、电流和绝缘情况等,一旦发现故障,会立即置位相应故障码。
在保护机制方面,BMS设有过充保护、过放保护、过温保护等多重防护。当电流异常时,BMS会通过TVS管等元件快速响应,提供低电阻通路,保护敏感元件。此外,BMS还具备电池性能平衡功能,通过被动均衡或主动均衡方式,调整各单体电池状态,确保电池组整体性能稳定。
制造工艺:从源头把控安全
除了BMS的智能化管理,制造工艺的创新也是提升锂电池安全性的关键环节。科技公司在正极材料制备、电芯组装等环节持续突破,从源头上降低安全隐患。
在正极材料制造方面,分级研磨技术通过控制颗粒大小分布,优化材料性能。二次烧结工艺则在惰性气体氛围中对前驱体进行烧结,改善晶体结构,提高导电性。此外,功能化复合电解质的应用,通过减薄电解质厚度,减少非活性材料占比,进一步提升电池能量密度和安全性。
结构革新:为安全加码
在材料和工艺创新的基础上,科技公司还通过结构设计革新,为锂电池安全提供更坚实的保障。
OPPO推出的“夹心式安全电池”就是一个典型例子。这种电池采用新型复合高分子材料作为基体,通过特殊工艺镀上两层铝层,形成“三明治”结构的集流体。这种设计在遭受重物冲击或刺穿时,仍能保持结构稳定,避免内部短路引发的安全事故。
广汽埃安的“弹匣电池”则通过系统级的安全设计,实现了三元锂电池整包针刺不起火的突破。其核心技术包括超高耐热稳定的电芯、超强隔热的电池安全舱、极速降温的速冷系统以及全时管控的第五代电池管理系统。这种全方位的安全防护体系,不仅提升了电池的本征安全性,还能在异常情况下迅速响应,防止热失控扩散。
案例分析:比亚迪刀片电池的安全之道
比亚迪的刀片电池是将技术创新与结构设计完美结合的典范。刀片电池采用磷酸铁锂材料体系,通过长薄型设计优化散热效果。在热管理系统方面,比亚迪增加了保温材料,并首创智能双环流电池直冷直热技术,有效提升了低温性能。
更值得一提的是,比亚迪在电芯间引入超级吸热材料,通过高吸热材料的气化潜热特性,极大提升了电芯间的吸热能力。这种设计能够完全吸收一个电芯热失控传递到下一个电芯的全部热量,从根本上解决了热扩散问题。
通过BMS的智能化管理、制造工艺的持续创新以及结构设计的不断优化,科技公司正在为锂电池的安全性筑起一道道坚实的防线。这些技术进步不仅提升了电池的安全性能,也为新能源汽车和消费电子产品的普及提供了有力保障。