不同温度下锰酸锂动力电池的撞击实验
2012-07-05王宏伟肖海清
王宏伟,刘 军,邓 爽,肖海清
我国有关电动汽车(EV)用锂离子动力电池的研究取得了一定的进展[1-2]。针对锂离子动力电池,先后出台了GB/Z 18333.1-2001《电动道路车辆用锂离子蓄电池》[3]和QC/T 743-2006《电动汽车用锂离子蓄电池》等标准[4]。这些标准中,针对模拟车辆碰撞事故的电池重物撞击实验均在室温下进行,而在实际工况下,电池可能在各种温度下工作。
本文作者针对锰酸锂动力电池,在不同的温度环境下搁置后,快速进行重物撞击实验,研究了环境温度对电池安全性的影响,以及电池在实验过程中的温度变化规律。
1 实验
1.1 实验样品
本文采用的实验样品型号和参数如下:
功率型单体电池IMP18/66/133-11HA(苏州产),额定电压3.7 V,额定容量11 Ah,内阻≤6 mΩ。为了得到相对准确的实验结果,减小其他因素的影响,所选20只电池样品均取自同一批次,并在实验前,充放电预循环10次。充放电条件为:在20±2℃下,以3 500 mA恒流放电至电压为2.7 V,静置1 h,然后以3 500 mA恒流充电至电压为4.2 V,转恒压充电至电流降至350 mA,静置1 h。
电池的长、宽和高分别为 133 mm、66 mm 和18 mm;采用叠片式,包装为方形金属铝壳;正、负极活性材料分别为LiMn2O4和石墨,电解液的主要成分为LiPF6、碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC),隔膜为Celgard 2325膜。
1.2 实验方法
将100%SOC(荷电状态)的电池放置在SPHH-101型调温调湿箱(广州产)中,并设置不同的温度(-30℃、40℃和65 ℃),保温180 min;
将待测电池从调温调湿箱中取出,迅速放在防爆撞击箱的平面上,将直径为15.8 mm的钢棒放在样品中心,让质量为9.1 kg的重锤从1 000±15 mm的高度落在此钢棒上,继续观察样品6 h[5-7]。
分别使电池的宽面和窄面承受重物撞击,如图1所示。……
