大尺寸功率离子电池在各种热滥用模式和容量下的热失控特征

科学领域:

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背景情况:

• 离子电池对于储能至关重要.
• 了解热失控对于安全至关重要.
• 大格式电池带来了独特的安全挑战.

研究的目的:

• 为了研究大尺寸功率离子电池的热失控特性.
• 分析不同加热模式和电池容量对热失控行为的影响.
• 评估与大容量离子电池相关的安全风险.

主要方法:

• 模拟的热失控实验使用2千瓦电热炉和600瓦电热板.
• 测试大格式的离子电池,容量为60,150和180Ah.
• 观察和分析热失控特征,包括发作时间,温度概况,燃烧,火焰温度和喷射产品特征.

主要成果:

• 电加热板比电加热烤箱更早地启动了热失控,但由于限制热释放,没有燃烧.
• 射出产品的颜色变化表明,在加热板下的热失控过程中,固体颗粒的比例下降.
• 由于电池容量增加,由于电池高度更高,导致烤箱中热失控的发生延迟.
• 容量更大的电池表现出更低的峰值温度,更慢的温度上升率,更短的燃烧持续时间,更低的火焰温度,以及在热失控期间更弱的辐射热释放.
• 由于释放大量爆炸性气体,对容量较大的电池确定了严重的爆炸风险.

结论:

• 加热模式显著影响大型离子电池中的热失控和燃烧行为.
• 细胞容量是影响热逃跑动态的关键因素,较大的细胞显示延迟但潜在更危险的逃跑事件.
• 调查结果强调,需要针对大容量离子电池量身定制的安全策略,考虑热管理和防爆.