马 勇,张 量,王亦伟,蒋方明

(1.国网江苏省电力有限公司电力科学研究院,江苏南京 211103;2.中国科学院广州能源研究所,广东广州 510640;3.中国科学院大学,北京 100049)

锂离子电池对于温度比较敏感,当温度低于20℃时,容量等性能会明显下降;当温度高于50℃时,则会加快内部副反应的发生,严重时可能诱发热失控,引发燃烧、爆炸等安全事故。开展锂离子电池热特性分析和热行为研究,有助于解决储能系统的安全性问题[1]。

M.Malik等[2]研究了磷酸铁锂(LiFePO4)正极锂离子电池组表面温度在不同放电倍率下的变化,发现随着放电倍率的增加,表面温度提高,其中在4C放电倍率下,电池组的最高表面温度为56.5℃;在不同环境温度和荷电状态(SOC,SSOC)下,电池内阻在20～60℃时随着温度的升高而降低,随着SOC的降低(90%～10%)而升高;当环境温度为20℃、SOC为10%时,最大内阻为9 mΩ。X.N.Feng等[3]探究了25 Ah三元正极材料锂离子电池在极端高温但未引发热失控情况下的性能。电池在某一特定温度下突然中止热失控,并进行降温,在经过一次测试(120℃)后,容量可能部分恢复,但容量损失可能高达20%;如果电池加热到140℃,欧姆电阻呈指数级上升,即使经过冷却也会完全失效。沈嘉丽等[4]研究了不同环境温度(-5～45℃)下18650型三元正极材料锂离子电池在不同倍率(1/5～3C)下放电的温升特性。在相同的环境温度下,放电倍率越大,电池表面温升增长速率也越大,且最终的表面温升也越大。在相同的放电倍率下,环境温度越低,表面温升越大;放电时间越短,放电性能越差。K.K.Wang等[5]研究了循环前后钛酸锂负极锂离子电池在不同充放电倍率下的内阻和产热量。……