LG化學(xué)研發(fā)高功能阻燃工程塑料材料，可延緩動力電池?zé)崾Э?/h1>

2022-04-25 21:56:33 來源:澎湃新聞

據(jù)外媒近日報道，韓國最大的綜合化學(xué)公司LG化學(xué)（LG Chem）研發(fā)出一種高功能阻燃工程塑料材料，可以延緩電動汽車電池的熱失控，讓駕駛員在電池起火時獲得更多撤離和滅火的時間。該研究自2009年開始，將于2023年建立量產(chǎn)體系，實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。

據(jù)介紹，新型工程塑料材料由聚苯醚（PPO）、聚酰胺或通常稱為尼龍的高溫?zé)崴苄运芰稀⒕蹖Ρ蕉姿岫《减?（PBT）制成，其中PBT通常用作絕緣體的熱塑性工程聚合物。這種阻燃工程塑料材料可以在超過1000度的高溫下阻隔由熱失控引起的火焰?zhèn)鞑ィ枞紩r間超過400秒，約為一般阻燃塑料的45倍。

LG化學(xué)表示，應(yīng)用于電池組的新型塑料材料可以延緩電池起火的燃燒時間，從而防止火焰蔓延。同樣，該新型材料還可以應(yīng)用于電池組以外的其他行業(yè)。

“為了解決客戶痛點，我們已進行了10多年的穩(wěn)步研究。以世界先進復(fù)合技術(shù)為基礎(chǔ)，我們將持續(xù)研發(fā)并大規(guī)模投入生產(chǎn)，以開拓市場，從而引領(lǐng)快速增長的電動汽車材料市場。”LG化學(xué)工程材料部門負(fù)責(zé)人Steven Kim在4月25日的一份聲明中說道。

電池系統(tǒng)熱失控的故障序列圖片來源：歐陽明高《鋰離子電池?zé)崾Э卦蚣皯?yīng)對策略》

熱失控一直是電池安全研究的關(guān)鍵點。當(dāng)電池到達(dá)一定溫度的時候，電池電芯產(chǎn)生快速升溫的連鎖反應(yīng)，最高可達(dá)到每秒鐘升溫近1000度，且一旦開始就很難控制，極端情況下可能導(dǎo)致爆炸和火災(zāi)。

電池內(nèi)部的電化學(xué)反應(yīng)帶來的發(fā)熱是不可避免的。正常情況下，電池運行產(chǎn)生的熱量會隨著時間推移而自然消散，電池溫度處于可控范圍。而在物理損壞、外部受熱、過度充電和快速充電引起內(nèi)部短路等下非正常情況下，電池運行產(chǎn)生的熱量超過自然散熱的上限，電池溫度升高后便容易發(fā)生熱失控。

對于目前電動汽車普遍采用的鋰離子電池來說，溫度升高、過流負(fù)載、內(nèi)部壓力過大都可能導(dǎo)致熱失控。其中，磷酸鐵鋰電池能量密度較低，但安全穩(wěn)定性更高。與之相反的是三元鋰電池，能量密度較高，但安全性相對較差。此外，采用鋰、鈉制成的玻璃化合物作為傳導(dǎo)物質(zhì)的固態(tài)電池在能量密度和熱穩(wěn)定性能上均優(yōu)于液態(tài)鋰電池。

LG化學(xué)成立于1947年，隸屬于韓國三大集團之一的LG集團，業(yè)務(wù)涵蓋石油化學(xué)、電池、尖端材料、生命科學(xué)四大領(lǐng)域。作為韓國最大的綜合性石化企業(yè)，LG化學(xué)在全球化工領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，擁有亞洲、美洲、歐洲等地40余家生產(chǎn)基地及分支機構(gòu)。

2020年12月，LG化學(xué)的電池業(yè)務(wù)部門被拆分為全資子公司——LG新能源（LGES），開始獨立運營。據(jù)韓國市場研究機構(gòu)SNE Research統(tǒng)計，LG新能源2021年全球動力電池裝機量為60.2GWh，市場占有率為20.3%，僅次于中國電池巨頭寧德時代，位列全球第二。

作為全球第二大動力電池制造商，LG新能源動力電池因起火風(fēng)險被召回的事件已經(jīng)持續(xù)了兩年，共涉及數(shù)十萬輛來自各大車企的電動汽車，包括Stellantis、大眾汽車、通用汽車、現(xiàn)代汽車和梅賽德斯-奔馳等。

4月6日，美國國家公路交通安全管理局（NHTSA）表示，他們正在對LG新能源（LG Energy Solution）生產(chǎn)的有缺陷的電池展開審查，以確保所有搭載問題電池的汽車已被召回，共涉及138324輛搭載LG電池的汽車。

4月18日，位于美國亞利桑那州的鹽河變電站內(nèi)儲能設(shè)施發(fā)生火災(zāi)，大火持續(xù)了5天。該電網(wǎng)儲能項目裝配了超過3248塊來自LG的鋰離子電池，總純能容積量10MW/40Mwh。消防局已證實該儲能項目中存在電池?zé)崾Э兀唧w事故原因尚在調(diào)查中。

數(shù)據(jù)來源：SNE Research

LG新能源層出不窮的電池起火事件讓其安全性被打上問號，也消耗了客戶和消費者的信任。2022年2月，LG新能源全球動力電池裝機量約為7.4GWh，市場份額為15.8%，較去年同期下降了10%。此次LG化學(xué)研發(fā)的高功能阻燃工程塑料材料實現(xiàn)量產(chǎn)后，大概率會首先應(yīng)用于LG新能源生產(chǎn)的電池，或?qū)⒃谝欢ǔ潭壬细纳破潆姵匕踩珕栴}。

關(guān)鍵詞： 工程塑料