不同滥用条件下21700型锂离子电池热失控特性研究

以21700型三元动力锂离子电池为研究对象,在过热、针刺与撞击3种滥用条件下开展热失控试验。分析试验过程中电池温度与电压等关键参数的变化,探究不同极端条件下锂离子电池热失控特性,并分析其破坏机理。结果表明:该品牌21700锂离子电池在3种滥用条件下均被引发热失控并起火燃烧;同时不同滥用条件下电池热失控特性存在较大差异;根据热失控高温危险性由强到弱排序依次为:过热>针刺>撞击。然而在热失控喷射阶段,机械滥用条件下释放的能量要高于热滥用热失控。机械滥用条件下热失控响应时间极快,使得应急反应时间缩短。

锂离子电池在滥用条件下的安全性研究

随着锂离子电池在动力、储能等领域的广泛应用,电池的安全性已成为一个重点研究对象。影响锂离子电池安全性的因素主要包括关键材料,结构和工艺设计,生产加工和使用等方面。本文主要对各种滥用条件影响锂离子电池安全性的反应机理,研究成果和安全性测试标准等进行了分析概述。在各种滥用条件下锂离子电池的失效主要来自于机械外力、电气、热和环境滥用几个方面,目前的研究成果中关于锂离子电池热失控的反应机理及影响因素等方面的研究已经非常深入,但在其他方面仍需进行进一步的研究与提升。随着锂离子电池在更多领域中的应用现有的安全测试标准也需要及时修订与完善。

车用锂离子电池热安全问题研究综述

锂离子电池(lithium-ion battery,LIB)由于其高能量密度、易维护、循环寿命长和环境污染小等优点得到了快速发展,逐渐成为了电动汽车动力系统的首选.然而,锂离子电池的热稳定性较差,在某些滥用条件下可能会引发火灾、爆炸,从而造成人身伤害和财产损失.锂离子电池的安全问题严重阻碍了电动汽车等相关领域的发展,因此电池安全性的深入研究势在必行.分析了近期由锂离子电池着火引发的电动汽车安全事故,基于国内外学者关于锂离子电池热安全的研究,详细讨论了锂离子电池的热失控化学反应机理,并对目前动力锂离子电池的热安全研究进展进行了概述.研究结果发现,锂离子电池的自燃问题是造成电动汽车火灾事故频发的主要原因之一.虽然目前关于锂离子电池热失控的反应机理及影响因素等方面的研究已经取得了较大进展,但有关详细的电池火焰机理及火焰传播过程等方面的研究仍然较少,并且还未发现能够有效解决电池自燃问题的方法.故如何提升电池安全性能仍是亟待解决的问题.

一种使用相变材料的新型电动汽车电池热管理系统

针对一种使用相变材料(PCM)的新型电动汽车电池热管理系统,以计算流体动力学(CFD)为基础,研究该系统在正常工况和滥用工况下的冷却性能。以模块的最高温度和最大温差作为监控参数,通过对电池在高温环境及大电流放电等工况的模拟,发现与相同结构的空气冷却条件下的电池组相比,填充PCM能够保证电池组的最大温度不超过安全温度50℃,最大温差在5℃以内,可以明显改善电池组的温度场分布,使电池的容量得到充分的利用。此外,作为一个被动的冷却方式,PCM热管理系统不需要提供额外的附加功率,能够很好的满足电池的工作要求。

锂离子电池热失控机理分析及控制方法研究

锂离子电池凭借其能量密度大、低温衰减小及循环寿命长的优势成为应用最广泛的动力电池。但随着规模化的商业应用,由于热失控导致的动力电池安全事故频发。针对锂离子电池热失控相关研究展开综述。首先阐述锂离子电池热失控机理,其次分类概述了热失控的不同诱因,其中内短路及过充电为主要原因。在此基础上再由单体电池优化设计、动力电池结构系统优化及热失控管理策略、监测等方面总结提高锂离子电池热安全性的方式。

磷酸铁锂电池内部气压失控特性研究

针对储能电池的热失控风险,提出以电池内部气压作为判定依据,对磷酸铁锂电池经历不同滥用条件时发生的安全风险进行快速评估的方法。结果表明,在电池正常充放电状态下,电池内部气压及外壳温度发生小范围规律性波动。在过充、过放、外部短路等异常状态下,电池内部气压在预警节点急剧增大,而在相同条件下温度参数变化明显晚于内部气压的变化,且变化速率相对较小。上述研究结果不仅揭示了不同滥用条件下电池内部气压失控的特性,同时证明了以电池内部气压失控预警代替现有电池外部温度预警能够更早地识别电池安全风险,避免发生热失控及燃烧爆炸等严重的安全事故。