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锂电池热安全特性测试评估

服务简介

锂电池作为清洁高效的能源,在生产生活中广泛应用,但是其安全性问题备受关注。锂电池安全事故的本质是电池的热失控,包括电滥用、热滥用、机械滥用等原因引起的。单体电池上出现的热失控后会引发整个电池系统热失控蔓延,从而形成严重的事故。

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常见的锂电池热安全测试评估内容包括:

电池充放电发热量测试

机械滥用下安全测试

电池材料绝热测试

过充过放下安全测试

电池比热容测试

电池热阻和热扩散测试

受热条件下的安全测试

电池导热系数测试

电池电解液理化性质和绝热测试


测试案例

1.锂电池热失控行为测试

运用绝热加速量热仪开展HWS模式测试18650型锂电池(2000mAh)安全测试,如图1和2所示。结果表明,2000mAh锂电池起始分解温度为88.819℃,最大温升速率为102.836℃/min,绝热温升为308.523℃,最高温度为397.342℃。


          wps8.jpg

1 2000mAh锂电池测试实验图。

 

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图2 2000mAh锂电池热失控时间-温度图。

以0.2C速率在绝热模式下对电池充放电,研究其热失控行为如图3和4所示。结果表明,锂电池在57.877℃开始反应,并逐渐达到热失控。

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图3 充放电模式下4800mAh锂电池热失控行为测试。

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图4 4800mAh锂电池热失控时间-温度-电压-电流图。其中蓝色为锂电池温度,黑色为电压,紫色为电流。

2 .软包电芯导热系数测试

如图5所示软包电芯热导系数测试,并与常规的测试方案进行结果比对见表2

   

 5 实际红外测温和传热反演温度对比。

左图为二维平面红外实测和传热反演温度差分布图,误差在±0.1 ℃范围内。右图为(0,0)坐标定红外实测温度序列和传热反演温度差曲线图。其中蓝线为反演温度,红点为实测温度。

表2 软包电芯导热系数测试结果


X轴导热系数 (W/(mK))

Z轴导热系数(W/(mK))

理论估计

25.6

1.1

第三方标准方法测试

19

0.8

热成像法测试

26

0.71

 


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