防止动力锂电池热失控扩展途径及试验研究

分析了动力锂电池热失控的原因,提出了防止热失控扩展的具体措施,用试验方法进行了验证。

高比能NCM动力电池热失控扩展安全阻隔技术

为有效控制高能量密度锂离子电池(LIBs)热失控扩展,提出一种复合阻隔技术。以软包镍钴锰(NCM) 811型(NCM811)电池为研究对象,分析现有锂离子电池热失控火灾防控方法及NCM811电池热失控特性,通过加热方式进行电池热失控特性试验,以确定表面温度和热失控触发时间之间的影响关系;通过以气凝胶、石棉、岩棉为代表的不同微结构尺寸材料的热阻隔试验,确定微结构尺寸与热阻隔特性的关系;通过不同厚度、层数的热阻隔试验,研究不同阻隔方案的热阻隔特性。研究表明:在进行毫米厚度级别的热阻隔时,阻隔板材料微结构尺寸越小(小于空气分子平均自由程70 nm),阻隔板越薄、层数越多,热阻隔效果越好。

锂离子动力电池组热失控扩展防护研究进展

随着新能源汽车行业的迅猛发展,电动汽车锂离子动力电池的安全问题成为重要的研究方向。而锂离子动力电池组安全性的一个核心点就是锂离子动力电池组热失控扩展。综述国内外锂离子动力电池组关于热失控扩展的研究进展,分析热失控扩展的方式及影响因素,阐述几种有代表性的热失控扩展防护措施。

钛酸锂电池模组热失控扩展抑制技术研究

以20 Ah方形钛酸锂电池为研究对象,研究过充工况下电池单体的热失控特性,获取钛酸锂电池在100%SOC工况下的温度、电压及气体成分和含量的变化规律及参数。实验证明,钛酸锂电池热失控后喷射火焰的程度比较剧烈。为有效抑制电池热失控在模组内的扩展,提出了使用全氟己酮抑制剂在电池爆喷前对使用空间进行惰化的解决思路。通过实体实验,验证了提前释放抑制剂可以有效抑制电池模组的热失控扩展,并获取了抑制剂释放时机、惰化浓度等关键技术参数。

风冷圆柱形锂离子电池系统热失控扩展特性

通过已有ARC测试的电池单体热失控温度曲线计算得到电芯的生热功率,再将该热功率定义为混合动力机车动力电池系统内指定热失控单体的热功率,仿真计算其周围单体的瞬态温度。计算表明:空调风冷时单颗电芯热失控不会引发热失控扩展;没有空调风冷时某一颗电芯热失控会在模组内扩展,一并电芯同时热失控将导致上层电池包热失控。最后对热失控扩展阻断设计方法进行了探讨。

锂离子电池热失控扩展特征及抑制策略研究进展

锂离子电池在能量密度和工作电压等关键工作性能方面具有很大的优势,广泛应用于电化学储能系统中.锂离子电池由于具有能量密度高、电解质易燃、隔膜稳定性低等特性,不可避免地出现热失控等安全问题.若局部区域电池的热失控事件不能有效控制,将导致热失控事件扩展至系统层面,造成严重安全问题.因此,在电池体系未能取得重点突破,本征安全问题不能根本解决时,锂离子电池热失控扩展的有效抑制尤为重要.本文针对锂离子电池热失控扩展问题,首先介绍了热失控触发诱因与机理;然后从电气特征和传热特征两个角度阐述了热失控扩展特征,为热失控扩展的抑制策略设计提供理论支撑;最后在介绍典型单体热失控及其扩展模型基础上,从散热与隔热、相变材料技术、兼顾常规工况的策略三方面对热失控扩展抑制策略的研究现状进行了总结,指出了进一步研究的方向和关键所在,可为锂离子电池系统安全性能的提升提供理论基础和工程应用指导.

煤矿在用大容量锂离子蓄电池安全性分析及管理措施

针对锂电池安全性能时间劣化问题,现场采集并分析煤矿监测通信系统后备电源及辅助运输设备动力电源管理使用数据和运行信息,开展在用大容量锂电池的容量衰减分析、EIS交流阻抗图谱分析、热失控扩展与安全性测试、挤压试验分析和电源管理系统精度测试等比对试验。试验结果显示:在用锂电池电性能、电池管理系统检测精度发生衰减,使用安全性下降。基于现场数据分析与试验结果,提出煤矿井下大容量锂电池安全管理针对性对策措施。