首先在正极材料设计上 ， 众所周知 ， 高镍材料的热稳定性差 ， 中低镍材料的热稳定好 。 但影响正极材料热性能的因素远不止元素比例 ， 包括前驱体的颗粒设计、铝钛钨锆等各种元素的掺杂和包覆设计以及烧结工艺 ， 均会对材料的结构稳定性和界面稳定性造成很大影响 。
中航锂电正极材料正是基于这些精细化定制设计 ， 具备了优异的安全性表现 。
同等镍钴锰比例电池 ， 其产品对于微短路的包容能力、剧烈产热温度起始点都有明显提升 ， 失控的总产热量也大大下降 。 正是基于对材料设计的深刻理解 ， 找到高镍材料安全的解决方案 ， 中航锂电坚定的提出下一代高能量密度9系正极材料 ， 将电池能量密度推向350Wh/kg 。
除正极材料外 ， 电解液和材料体系的搭配对于电池安全性同样至关重要 。
合理的体系搭配会提高初始的产热温度、降低反应的总放热量 ， 同时延缓甚至阻断连锁的放热反应 。 为此 ， 中航锂电做了大量的分析和试验 ， 来解耦正负极材料、电解液溶剂、添加剂在热性能上的影响关系 ， 找到里面的关键影响因子 ， 再根据这些影响因子 ， 正向进行最佳的体系搭配设计 。
通过前两个维度的措施 ， 中航锂电已经可以将电池的热安全问题发生几率降到很低 ， 但若追求彻底的零安全事故 ， 还需要一道屏障 ， 也就是第三个维度——系统阻断 。
第三个维度是“系统阻断” ， 主体在于“疏堵结合” ， 也就是隔热和散热共同实现热连锁反应阻断 。
弹夹电池、大禹电池等均是基于疏堵结合理念和方案而来 。 中航锂电2019年就明确提出了“大禹治水 ， 有疏有堵”的想法 ， 并将其作为高能量密度三元电池热失控抑制的解决思路 。
2020年三季度其已经拿出成熟的方案来支撑主机厂 ， 跟中航锂电深度合作的各主机厂已经在全系新车型中导入完毕 。
阻断方案实现后 ， 中航锂电进一步追求如何更高效 ， 即如何制定最合理的阻断方案 ， 通过最低的能量密度损失、最少的额外成本付出来实现 ， 这要求企业具备非常深厚的正向定量设计能力 。
2021年 ， 中航锂电基于对于传热学基础理论的灵活应用、热失控机理的认识、材料体系级别的分析、电池级别新评价方法的开发以及大量的实验数据积累 ， 自建了专用的热失控抑制仿真计算工具 ， 以及全套的从材料级别 ， 到电芯级别、系统级别的仿真、设计和验证方法 。
正是因为有这样定量的正向设计能力 ， 才保证了中航锂电能够提供最高效的热抑制解决方案 。
第四个维度是“预测预警” ， 通过前三个维度的措施 ， 已经能够把“热安全事故”降低为一般故障了 ， 但中航锂电希望能够更早的发现故障 ， 在故障发生之前实施维保措施从而提升用户体验 。
为此 ， 中航锂电建立了自己的大数据平台 ， 目前已接入80000多辆车的运行数据 。
基于该平台 ， 其通过进行大量正向的缺陷植入、异常模拟实验 ， 探测不同缺陷对应的数据表现 ， 并基于此开发了对应的故障算法 。 接下来还会基于模型训练不断校正和修正 ， 并开发新算法来更精准的实现预测预警 。
与此同时 ， 中航锂电还在建立数字电池平台 ， 实现从原材料到制造全过程再到应用全过程的数据链进行打通 ， 更高效、更准确的实现电池全生命周期的故障预防和价值拓展 。
来源自：高工锂电网
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