18650型锂离子电池热失控抑制研究文献综述

 2021-12-26 04:12

全文总字数:4282字

文献综述

文 献 综 述1.研究意义近年来锂电池火灾事故频发:2016年9月梧桐市一电池厂生产过程中发生火灾,2017年6月京港澳高速一货车其内运载的电池发生自燃。

对于18650型锂离子电池,在运输和储存的过程中往往以密集堆积的形式包装,而且在实际应用中,18650型锂离子电池为了满足商品的电量需求,就会以一个电池组的形式进行供电。

而在一个电池组中单一电池发生热失控后,如果不及时处理,电池之间近距离发生热传递就会产生热失控连锁反应,使事故进一步扩大。

因此,如何防止锂离子电池从个别的安全问题演变成火灾是电池安全防护的重要研究内容。

而在仿真模拟研究方面,建立热失控扩展模型,通过模型仿真分析来确定安全设计过程中的关键参数已经变得至关重要。

2.研究背景冯旭宁[7]采用的局部温度查表和电池以恒定功率进行热失控生热的假定的建模方法所建立的集总参数模型和三维模型对其准确性进行了实验验证;姜乃文[8]等人研究了Fluent模拟圆柱形电池温度传递过程;Spotnitz[9]对于1个由8节 18650 锂离子电池组成的电池组中的热失控扩展行为进行了研究分析了热失控电池对周围电池的加热效果;平平[26]通过对18650型锂离子电池的拆解,对电池各部分的放热分别进行了测量,并利用去卷积的方法重点研究了电池的热量来源问题;Lopez[24]进行了18650电池33热失控研究(加热诱发热失控),发现电池间距2mm时可以有效抑制热失控电池对周围电池的破坏;李煌[25]对18650型锂电池进行了拆解,利用C80微型量热仪分别测定了18650型锂电池各组成部分独立的热稳定性并分析了各部分在电池单体热失控过程中分别起到的作用;陈才兴[23]研究了环氧树脂板对锂离子电池组热失控扩展的阻隔,发现环氧树脂板可以有效缓解热失控电池对周围电池破坏;王青松[29]发现由于锂容易与电解液中多种物质反应,当荷电量增加时,随着负极嵌入锂增加,负极材料反应活性也增加,导致高电荷量的锂离子电池热稳定性降低;黄沛丰[31]基于Semenov与Frank-Kamenetskii模型,分析得出了电池组火蔓延临界条件;陈明毅[30]测试了两种商业 18650 锂禽子电池在不同充电状态下的燃烧性能。

测量和评价了锂离子电池的燃烧特性 , 包括表面渥度、点燃时间、质量损失和热释放速率(HRR);吴唐琴[34]研究了18650锂离子电池内外温差问题(电荷量0%),发现在外部加热情况下电池内部剧烈热反应之前的内外温差在5.8℃~14.4℃之间。

目前已有的热失控蔓延防控方面的研究是从模组或电池包的角度,主要通过热管理的手段,抑制热失控在电池之间的蔓延,以防止电池包中一节电池发生热失控后,逐渐蔓延到周围电池。

当前在电池热失控研究方面,对包装材料对锂离子电池的燃烧特性及热稳定影响尚缺乏深入研究。

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