三元锂离子动力电池热失控及火灾特性研究

摘要

cqvip:本工作以电动乘用车软包三元(NCM)动力锂离子电池为研究对象,通过温度电压数据采集及高速摄像的方法,在开放空间下开展了加热和过充触发条件下的电池热失控实验,研究了电池热失控、爆喷及火灾过程中温度电压的变化规律、爆喷及火灾特性。结果表明,加热触发条件下,起主导的副反应是正极与电解液,产生的大量氧气和碳氢化合物可燃气体,导致电池从鼓胀到爆喷仅用了0.5s,且直接出现喷射火,位置在靠近极耳的铝膜处;过充触发条件下,起主导的副反应是负极与电解液产生的大量碳氢化合物可燃气体,故在极耳处持续爆喷电解液的固液气混合物一段时间后,才被点燃形成喷射火。两种条件下的电池燃烧持续时间均未超过50s,爆喷过程中温度最高约为700℃,燃烧残余物温度不低于500℃,爆喷前电压均未出现明显变化。根据与以往学者的实验数据比对,NCM电池系列中,安全性由高到低排序为333、622、811。本研究有助于为高比能动力锂离子电池的实际应用、热失控火灾防控及预警技术提供实验依据。