高比能软包装锂离子动力电池安全设计

许科

摘 要 针对高比能锂离子动力电池面临的安全挑战，从技术研发角度对单体电芯和电池系统两个层级进行了安全设计思路分析。对于单体电芯的安全设计，从电解液添加剂、电解液配比、正极材料、负极材料、隔膜等多个角度进行了分析。对于电池系统安全设计，从电源模块、电气系统、电池管理系统、热管理系统、电池组结构设计角度进行了分析。

关键词 锂离子电池；高比能；软包装；安全设计

中图分类号 TM912 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）11-0020-02

近年来，锂离子动力电池技术不断提升，成本不断下降，推进了新能源汽车应用量的大幅提升。然而，电动车安全事故的发生给行业敲响了警钟。车辆更高的续驶里程要求锂离子动力电池比能量不断提高，伴随而来的是更大的安全挑战。如何解决高比能锂离子电池的安全问题，成为行业关注的焦点。其中，软包装锂离子动力电池具备安全特性高的特点，在高比能锂离子电池发展上具备良好的前景。

1 高比能软包装锂离子电池安全设计

软包装锂离子电池其特有的软包装体系，决定了产品的安全特性，在内部出现副反应大量产气时铝塑复合膜热封部位会自行破开，将压力自动释放，避免安全问题的进一步加剧，具备其特有的安全优势。另外，从以下角度开展设计，可以进一步提升安全性能。

1.1 电解液设计优化

采用有机含磷化合物添加剂可以改善电池的安全性能，基本原理是阻燃添加剂受热时，释放出具有阻燃性能的自由基，该自由基可以捕获气相中的氢自由基或氢氧自由基，从而阻止这些自由基的链式反应，使有机电解液的燃烧无法进行或难以进行，提高锂离子电池的安全性能。……