三元锂离子电池高温诱导热失控试验研究

摘要

针对频频发生的锂电池热失控事故,本文使用绝热加速量热仪(accelerating rate calometry,ARC)的“Ramp”程序,外部热诱导一款2.6 Ah的圆柱形Li(Ni _(0.5) Co_(0.2) Mn_(0.3))O_(2)(简称NCM523)电池触发热失控,探究了100%,75%和50%不同荷电状态(state of charge,SOC)电池热失控的特征参数,并比较了“Ramp”程序和广泛使用的“H-W-S”程序的差异。同时,对100%,75%和50%不同SOC电池热失控起始温度T_(1)、触发温度T_(2)和最高温度T_(3)进行比较分析。研究结果表明,电池SOC越高,电池的热稳定性和安全性越差,热失控爆炸所释放的能量越大,热失控最高温度为715.4℃。三者热失控过程中所释放的能量分别为32.68,32.5和14.27 kJ,相当于7.37,7.32,3.22 g三硝基甲苯(trinitortoluene,TNT)爆炸的威力。“Ramp”程序较“H-W-S”程序试验耗时较短,可模拟环境升温对电池的影响。该研究为电池热失控的预警及防控提供了理论指导。