极耳侧加热条件下锂离子电池热失控的数值分析
2020-10-21徐晓明袁秋奇张扬军
汽车安全与节能学报 2020年3期
徐晓明,袁秋奇,张扬军,胡 昊
(1. 江苏大学 汽车与交通工程学院,镇江,212013;2. 清华大学 车辆与运载学院,北京,100083)
锂离子电池与其他化学电源相比,具有寿命长、能量密度高等显著优势[1-3]。然而,由于锂离子在极端情况下易产生热失控现象,火灾、燃烧、爆炸等事故频发[4-10]。因此,研究锂离子电池的热失控机理对电动汽车的发展具有重要意义[11-12]。
在极端条件下,如挤压、短路、过充、钉入、压碎等都可能导致锂离子电池发生热失控[13-16]。热失控的机制可以解释为链式反应,一旦锂离子电池的温度异常升高,在极端情况下,锂离子电池内部的副反应会一个接一个地发生,形成一个连锁反应。
许多研究者对锂离子电池的热失控机理进行了大量的研究,D. Mac Neil[17]等人采用实验的方法研究了锂离子电池的热失控过程,利用体积扩展加速量热仪(accelerating rate calorimeter, ARC),研究了不同锂离子电池负极材料与电解质的反应,发现在开始反应之前都会发生固体电解质界面(solid electrolyte interface,SEI)膜分解,并测得SEI膜开始的分解的温度大约在在80 ℃左右。
陈玉红[18]等人通过实验的方式研究了锂离子电池内部组分之间的热特性关系,研究发现锂离子电池负极材料与LiPF6电解液在温度120 ℃左右会产生放热峰,对应于锂离子电池负极与电解液之间的反应。Kim Hyun-Soo[19]等人通过实验的方式研究了温度逐渐升高的情况下,锂离子电池内部组分之间的热特性关系,发现在加热的过程中以此出现了多个放热峰值,他们认为其对应着锂离子电池负极、正极、电解质之间的多个副反应。……
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