锂离子电池热失控监测参数研究综述

锂离子电池因其能量密度高、自放电率低、循环寿命长、输出功率大等优点被广泛应用于储能领域,然而由于其不稳定性导致储能事故频发。从热失控-火灾蔓延角度出发,对热失控机理进行探究,基于产气成分及含量、膨胀力、表面温度、电压变化等热失控特征参数,对现有的磷酸铁锂体系电池早期预警(外部)方式进行综述,在此基础上,提出未来电池热失控早期预警(外置)的发展思路,为锂电池热失控早期监控及预警提供思路。

磷酸铁锂与三元锂离子电池加热下的热失控行为

针对锂离子电池存在的起火和爆炸风险,以储能用3.2 V 100 Ah磷酸铁锂锂离子电池和3.6 V 90 Ah三元LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)(NCM523)锂离子电池为对象,采用外部加热的滥用方式,研究不同正极体系锂离子电池的热失控特性。取样磷酸铁锂锂离子电池在外部加热条件下不会燃烧,仅释放大量白色烟雾,电池热失控最高温度为534.2℃,总放热量为0.162 MJ,最高热释放速率为1.81 kW;取样三元锂离子电池在外部加热条件下发生燃烧和喷射,电池热失控最高温度为1052.4℃,总放热量为3.147 MJ,最高热释放速率为134.85 kW;磷酸铁锂与三元锂离子电池热失控后产生的气体成分几乎一致,均为H_(2)、CO_(2)、CO和碳氢化合物;磷酸铁锂与三元锂离子电池热失控后,电压均存在二次下降的现象。