Analysis of the Thermal Behavior of a Lithium Cell Undergoing Thermal Runaway

This study examines the thermal runaway of a lithium ion battery caused by poor heat dissipation performances.The heat transfer process is analyzed on the basis of standard theoretical concepts.Water mist additives are considered as a tool to suppress the thermal runaway process.The ensuing behaviour of the battery in terms of surface temperature and heat generation is analyzed for different charge and discharge rates.It is found that when the remaining charge is 100%,the heat generation rate of the battery is the lowest,and the surface temperature with a 2C charge rate is higher than that obtained for a 0.5C charge rate.The experimental results show that when the additive concentration is 20%NaCl,its ability to inhibit the thermal runaway is the strongest.

失效VRLA蓄电池容量恢复的研究

研究了失水引起开路电压极低或热失控引起失效的VRLA蓄电池的容量恢复的可行性 ,并对硫化引起热失控的机理进行了研究。通过对VRLA蓄电池的失效原因进行分析 ,提出了容量恢复的可能性 ;采用先对开路电压极低的蓄电池加适量水和少量电解液 ,或对热失控蓄电池加适量水 ,再反复进行分级恒流充电和大电流放电循环的方法 ,进行了容量恢复的实验。结果表明 ,该方法对于失水引起开路电压极低或热失控引起失效的VRLA蓄电池 ,只要未发生短路、正极板栅腐蚀和活性物质脱落等不可逆故障 ,其容量恢复率可达 90 %以上。

VRLAB的失效模式及其影响因素

对VRLAB的结构特点、失效模式的种类、各失效模式发生时的现象以及容量恢复方法进行了介绍,对电池结构和使用因素对失效模式的影响以及各失效模式之间的相互影响进行了讨论。

电动自行车用VRLA电池循环特性的研究

分别研究了电动车用VRLA电池组在85%DoD和全放电循环模式下的平均电压、不均衡率和电池容量的变化规律。试验结果表明:蓄电池长期85%DoD循环,会产生电池容量衰减问题,多次全放电可有效恢复。含添加剂M的蓄电池,容量衰减和不均衡率等指标得到明显改善。蓄电池最终失效是由失水引起的。因此,采用合适的循环模式,可以减少失水,有效地延长使用寿命。

长寿命电动自行车用VRLA电池的研究

分析比较了不同设计电动自行车用VRLA电池的循环放电与充电特性。试验结果表明容量值适当的蓄电池具有较长的循环寿命,充放比的合适范围是104%～106%。循环试验后期,过充电引起的失水非常严重。电动自行车用VRLA电池长期运行在部分充电状态下,负极板的不可逆硫酸盐化是影响电池寿命的主要因素。

VRLA电池早期失效的研究与改进

密封铅酸蓄电池内部失水是引起电池早期失效的主要原因。对造成电池内部失水的种种因素进行了分析,并提出了相应的改进措施。在改进电池板栅、密封及散热后,电池的使用寿命延长超过了50%。

VRLA蓄电池容量落后原因分析

通讯基站浮充运行的VRLA蓄电池组 ,在使用过程中往往会出现一只或几只蓄电池因容量的过早衰减而导致整组蓄电池性能恶化 ,满足不了用户的使用要求。本文重点阐述了VRLA蓄电池容量落后的产生原因及避免的方法。

PE+AGM双层隔板在动力型VRLA电池中的应用

本文根据动力型VRLA电池常见的单只落后现象,在原有VRLA动力型电池使用的AGM隔板基础上,在AGM和极板间加一层PE隔板用以避免极板间微短路的发生,同时观察此PE隔板对电解液的含浸效果以及较相对常规的AGM电池在内阻、失水、循环寿命等方面的影响。试验结果显示,PE隔板对电解液有更好的含浸能力,并且没有使电池内阻明显增加,也没有使电池在循环使用过程中明显失水,避免了微短路的同时改善了电池循环寿命的一致性,特别是对电池的负极具有明显的改善作用。

VRLA电池的析气失水量与循环寿命

介绍了采用排气集气装置计量矿灯用4V-8A h阀控铅蓄电池因充电析气造成的电解液失水的方法,以及如何根据电解液失水量预测这类电池的循环寿命的公式。试验测试结果表明,该方法不但有效,而且简便易行,测试周期较短。

AGM起停蓄电池高温寿命测试失效分析

对单格电解液量有差异的AGM起停蓄电池进行SAE J2801测试,并且期间通过在电池单格内置温度传感器的方式收集电池内部温度。单格电解液量减少25 ml会使70 Ah AGM起停蓄电池的SAE J2801寿命减小3~4个单元。而且电池失效时,内部温度明显上升,最高可达99.9℃。

固定型阀控式铅酸蓄电池失效模式研究

研究了由于水损耗、热失控而引起固定型阀控式铅酸蓄电池失效的原因．认为通过提高电池内部氧再复合效率、采用合适的电池槽盖材料及减少正极板腐蚀，可解决水损耗问题；热失控问题可通过改善电池外部条件解决．

阀控式铅蓄电池失效原因及容量恢复

通过对失效的阀控式铅蓄电池进行的容量恢复实验及解剖分析，提出了失水是导致阀控式铅蓄池失效的主要原因以及失效电池容量恢复的方法，并讨论了硫酸盐化、正极板栅腐蚀、正极活性物质软化及短路等故障及其与失水之间的关系。

不同温度下阀控电池失水方式分析

采用ABS塑料电池壳组装成的12 V 20 Ah电池,分别在25℃和40℃下进行循环测试。相比之下,40℃条件下,充放电量比值较大,多充入的电量主要用于电解水。在120次循环后,40℃下的失水量占电解液总质量的2.94%,25℃下的失水量占电解液总质量的1.91%。通过实验计算,25℃下通过安全阀的失水量占总失水量的80%以上。在40℃下虽然通过安全阀的失水量仍占主导地位,但通过塑壳的失水量达到了总失水量的30%。因此,高温下通过塑壳失水达到了不可忽视的程度。

电动车蓄电池充电制度的研究

由于充电制度对电动车蓄电池循环使用有着重要的影响,因此对电动车蓄电池采用三种充电制度时对应的充放电性能、充电过程中的热效应、失水量和循环性能做了分析研究。相比普通快慢充制度,多段式快充制度较大地提升了充电效率,对电池失水影响较小,同时又延长了电池的使用寿命,是目前较为良好的充电制度。

新型凝胶泡沫抑制锂离子电池火灾效能研究

为高效抑制锂离子电池火灾,基于其火灾燃烧特点,开展新型凝胶泡沫的研制及其抑制锂离子电池火灾效能研究。首先,采用Waring-Blender法优选复配发泡剂;其次,测试胶凝剂与交联剂不同浓度时的胶凝时间;然后,确定凝胶泡沫的组分配方并评价其热稳定性;最后,采用自主设计的灭火装置对18650型锂离子电池组进行灭火实验。研究表明:凝胶泡沫材料的最佳配方为“总质量浓度为0.4%的活性剂组合(D∶B=9∶1)为发泡剂,质量浓度为0.3%的J1为胶凝剂,质量浓度为0.7%的J2为交联剂”;凝胶泡沫材料黏度为2652 mPa·s,析液半衰期超过24 h,综合值达到1140630;凝胶泡沫热稳定性能显著,恒温180℃加热10~25 min情况下含水率为92.84%~32.04%;施加凝胶泡沫灭火剂3 s内可熄灭明火,20 s内最大降温359.3℃且平均降温速率为18.1℃/s,有效降低CO和CO 2浓度分别达到48.10%和82.75%。

阀控铅酸电池在微波通信站的应用及故障原因分析

微波通信站一般采用阀控式铅酸蓄电池作为电源。而微波通信站使用环境温度过高 ,充电时控制的电压过高 ,使铅酸阀控式电池水分散失加快 ,这是其寿命提前终止主要原因。实践结果表明 :降低电池组的使用环境温度 ,并适当调低充电中的最高控制电压 ,可以减少水的电解 ,使电解液中水分的损失得到有效的控制 ,防止电池干涸 。

香兰素在阀控式动力电池中的应用

通过借鉴国内外的工艺技术,结合国内动力用铅酸电池的实际情况,通过在铅酸蓄电池中添加阻化剂香兰素,改善负极析氢,减少电池失水。通过两种方式添加香兰素并与无添加阻化剂电池的测试对比,添加香兰素电池在充电失水方面优于同类电池,而且充电末期电流减小,热失控现象得到改善。

塑壳材料对铅炭电池性能的影响

电池内部热量的散发是由壳体材料的导热性、表面积和壳壁的厚度决定的。采用不同的塑壳材料制备单体铅炭电池,在不同的环境下通过电池的循环寿命、过程失水量、电池测试前后内阻的变化等对电池进行表征。实验结果表明,导热性好的塑壳材料对铅炭电池有较好的散热效果,可以减少电池失水,延长循环寿命。