近年來,隨著我國新能源汽車產(chǎn)銷量的不斷增長,新能源汽車事故的發(fā)生頻率也在逐年增加,尤其是事故發(fā)生后由電池引起的火災(zāi)事故屢見報端,嚴重危害了駕駛?cè)藛T的生命財產(chǎn)安全。電池安全問題已然成為消費者在考慮新能源汽車時,車企和消費者之間的一道隱形的墻。
與傳統(tǒng)燃油車不同,新能源汽車的動力來自于由數(shù)千個電芯組成的動力電池組,一旦新能源汽車發(fā)生碰撞,某個電芯受損,就可能導(dǎo)致連鎖反應(yīng),引發(fā)火災(zāi)。而新能源車的起火更難撲滅,復(fù)燃率較高,更加危險,這就必須引起研發(fā)、制造、銷售和使用各方的高度重視和警惕。

一、導(dǎo)致新能源汽車起火的主要原因
內(nèi)部原因
電池的生產(chǎn)制造工藝不良,例如電池內(nèi)部由雜質(zhì)、毛刺,以及電池老化引起的短路
電池老化:長期充放電的電池內(nèi)部會出現(xiàn)電極材料粉化、隔膜脆化等問題,增加內(nèi)短路風(fēng)險。
內(nèi)部熱失控:鋰電池正極在過充情況下,電池內(nèi)部可能產(chǎn)生鋰枝晶,鋰金屬刺穿隔膜,形成正負極短路
外部原因
高溫、碰撞等機械損傷直接會破壞電池結(jié)構(gòu),導(dǎo)致內(nèi)短路或電解液燃燒,觸發(fā)連鎖放熱反應(yīng)而熱失控
外部碰撞:高速碰撞時,電池托盤結(jié)構(gòu)遭到破壞,引起電芯的擠壓、穿刺,導(dǎo)致短路起火。
高溫天氣:高溫導(dǎo)致車內(nèi)熱量聚集沒有及時散熱,電解液達到燃點引發(fā)電池自然。

二、如何保障電池安全?
從研發(fā)到生產(chǎn),從原材料的加工到電池模組的組裝,每一步都關(guān)系到電池的質(zhì)量,影響電池安全性。
原材料加工:來料質(zhì)量檢驗對原材料的微觀結(jié)構(gòu)、陰極顆粒的化學(xué)元素比例和陽極顆粒的純度進行可視化檢查是避免電池失效的關(guān)鍵。蔡司場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE-SEM)可滿足亞納米級成像、分析和樣品靈活性的高要求,能夠快速生成材料微觀結(jié)構(gòu)的清晰圖像。
電極生產(chǎn):技術(shù)清潔度分析技術(shù)清潔度對于電動汽車的電池制造至關(guān)重要,因為即使是微小的污染物也會導(dǎo)致電池內(nèi)部短路,嚴重影響電池安全。蔡司光學(xué)顯微鏡和清潔度分析軟件用于顆粒定量分析,評估顆粒污染的潛在風(fēng)險。蔡司掃描電子顯微鏡自動提供顆粒的化學(xué)成分,精確定位污染的根本原因。

電極生產(chǎn):極片毛刺檢測制造商在切割極片時,可能會出現(xiàn)金屬毛刺,電極片表面的微小瑕疵或突起會在電池運行過程中導(dǎo)致短路、過熱和其他嚴重故障。借助蔡司數(shù)碼顯微鏡,制造商可以精確地識別、分析和消除這些缺陷,提高電池的安全性和可靠性。
電芯生產(chǎn)和模組裝配:工業(yè)CT無損檢測電芯是電動汽車的基石,電芯的設(shè)計不當會帶來過熱或起火等風(fēng)險,必須從裸電芯到成品電芯和模組測試過程中精準檢測潛在缺陷。通過蔡司工業(yè)CT技術(shù)可以識別肉眼無法看到的微小異物或焊接問題,使制造商能夠在早期階段找出根本原因,降低后期出現(xiàn)代價高昂的故障的風(fēng)險。

電芯生產(chǎn):在線X-Ray電池缺陷檢測在傳統(tǒng)電池生產(chǎn)過程中,電池是通過生產(chǎn)結(jié)束后的離線CT進行抽檢,這就無法保證所有電池產(chǎn)品的安全性。通過蔡司在線X-Ray檢測解決方案,可以在線檢測電池產(chǎn)生的缺陷,如金屬異物,極片碎片等,提前發(fā)現(xiàn)問題,降低生產(chǎn)成本,避免后續(xù)電池故障。
電池托盤:尺寸測量電池托盤可容納所有電芯、連接器、控制單元和包含多個電池模塊的電池組。電池托盤在保護電池免受撞擊、控制熱量和確保結(jié)構(gòu)完整性方面發(fā)揮重要作用,直接影響車輛的安全性。利用蔡司三維光學(xué)測量設(shè)備對電池托盤進行全尺寸測量,可以檢測其是否符合嚴格的幾何尺寸和公差要求,保障質(zhì)量和安全。

作為新能源汽車質(zhì)量解決方案的供應(yīng)商,蔡司始終堅持質(zhì)量為本,將質(zhì)量安全貫穿電池生產(chǎn)的全鏈路,推動電池行業(yè)標準建立,構(gòu)建電池的多維度質(zhì)量安全評估體系,助力企業(yè)在動力電池的安全與性能之間找到平衡,實現(xiàn)高效生產(chǎn)。
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