赵春朋，王青松，余 彦,2



密闭空间中锂离子电池的热爆炸危险性

赵春朋1，王青松1，余 彦1,2

（1中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室，安徽 合肥 230026；2中国科学院能源转换材料重点实验室，中国科学技术大学材料科学与工程系，安徽 合肥 230026）

使用扩展容积加速度量热仪(extend volume accelerating rate calorimeter，EV-ARC)及耐压罐，开展了密闭空间中不同荷电状态（SOC）下18650型锂离子电池的热爆炸实验。实验发现，SOC=0%时电池不会发生热爆炸，而在其它工况下均发生了热爆炸；电池发生热爆炸时，电池表面最高温度、耐压罐内部最大压力都随着SOC的增加而增大。利用实验中电池发生热爆炸时的初始温度和最高温度，通过计算得到了不同SOC下电池发生热爆炸时的爆炸当量，当SOC=100%时，爆炸当量值最大，为5.45 gTNT，约是SOC=25%时的2.5倍，并在耐压罐中产生40.69 bar的峰值压力。锂离子电池在密闭中的热爆炸危险性随着电池SOC的增加而增大。

密闭空间；锂离子电池；热爆炸；EV-ARC

锂离子电池具有能量密度大、输出电压高、无记忆效应、循环寿命长、环境污染小等特点，目前已经广泛应用于储能、汽车、航天、电子信息等工业领域[1]。锂离子电池在过充过放、短路及热冲击条件下，内部结构会发生损坏，电池材料之间发生一系列化学反应[2]，反应产生的热量和气体使得电池壳体内部发生热量积累，同时压力升高，当压力积累到一定程度时，电池安全阀打开，释放出部分气体同时带走少量能量；而当安全阀效果有限或者完全失效时，电池就可能会发生起火甚至爆炸[3]。……