[发明专利]一种锂离子电池危险性评估方法

说明书

本发明提出一种锂离子电池危险性评估方法，该方法通过事故树分析方法，得出电池可能的失效模式及其对应权重，通过计算每种失效模式或者基本事件发生的可能性概率和危险程度，来计算电池发生事故的风险值，为锂离子电池危险性给出了定量的描述。本发明还考虑到危险控制系数对失效模式的控制作用，对风险值所造成的影响。该方法可以更加科学准确的评估电池的危险性，并能通过定量的安全阈值来划定电池的安全范围。

技术领域

本发明涉及电池危险性评估的技术领域，具体涉及一种用于定量评估电池所处工作环境的安全性的方法。

背景技术

随着人们生活要求的日益提高，锂离子电池在大规模应用上需要更快的充放电倍率和更大的容量。而这些因素的增加会极大的影响电池本身的安全性。例如电池在充放电循环过程中会产生大量的热量，加之空间受限和时间积累的效应，易引发单体电池的温度升高，当超过电池正常工作温度范围后，单体电池内部材料会发生分解，提高电池内部的压力。如果温度不能及时控制，会引发电池的热失控。而这类热失控风险对于装载大量锂离子电池单元的电动汽车、储能电站等是不能容许的。

目前有关于锂离子电池引发的安全事故被诸多媒体报导，如三星Galaxy Note 7爆炸事故，特斯拉电动汽车着火事故等。电池的安全事故的发生易造成消费者的恐慌，对生产商经济效益产生巨大影响。科学合理的评估电池的危险性，有益于生产厂商能定量的评估出电池的安全系数，针对该安全系数制定安全标准。锂离子电池在国标GB6944-2012中被分为第9类“其他类”。然而该分类过于广泛，很难给予电池行业合适的安全规范。本发明通过定量化处理电池发生危险事故的各个事件，提出评价电池危险性的风险计算方法，并根据该计算方法提出如何给予相应的安全阈值。

发明内容

本发明的目的是评估锂离子电池在特定的工作环境下的危险性，评估电池在该工作场合下是否处于安全风险范围之内。

本发明采用的技术方案为：一种锂离子电池危险性评估方法，该方法包括如下步骤：

步骤(1)通过事故树分析方法得出电池在特定使用场合下可能的电、热、机械的失效模式或基本事件，计算每种失效模式下的结构重要度系数作为其对应权重；

步骤(2)根据EUCAR对于电池失效危险程度划分，得到每种失效模式或者基本事件发生危险程度(0～7级)，并统计其发生的可能性概率得到事件发生的可能性程度(0～10级)，通过对每种失效模式或基本事件的危险程度与可能性程度乘积及加权和计算电池发生事故的风险值；

步骤(3)以对于电池生产、使用安全的要求，定量划定电池的最大危险程度、最大发生可能性程度和最高风险值要求作为电池生产的安全阈值。

其中，步骤(1)中通过事故树分析方法的除了可以得出的失效模式对应的权重，还可以得出失效模式下每个基本事件所对应的权重，使用基本事件评估可以更加准确得出电池的风险值。

其中，步骤(3)中电池安全阈值划定与国家或者企业对于电池安全要求有关，且对于每个程度的危险值，单独从发生失效可能性和安全风险值来划分。

其中，电池评估的风险值对应于特定的使用场合，每个使用场合具有不同的失效模式和事故发生方法，因此，安全阈值也需根据该使用场合制定。

本发明的锂离子电池危险性评估方法与现有技术相比具有如下优异效果。

(1)对电池发生危险性事故的所有涉及区域进行了定量化处理，包括危险性程度、事件发生概率、危险控制系数等。相比现在的模糊评估手段更加科学、准确。

(2)可以定量的设定安全阈值，对于电池的安全性界限更加准确、清晰。

(3)电池风险值跟电池使用环境有很大关系，可以根据电池使用环境如存储、车用、储能电站等划定相关的风险阈值，得到电池在不同使用环境下所需要的安全标准。