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欧阳明高:电池热失控的三个特征温度和发生机理

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10月7日至8日,第三届国际电池安全会议在北京举行。中国科学院和清华大学欧阳明高教授率先对大容量动力电池进行ARC测试,阐明了电池的三个特征温度和热失控机理,并介绍了热失控和失控的研究进展。散热控制。

欧阳明高说,经过大量实验研究,总结了电池热失控的三个特征温度:自生热起始温度T1,热失控诱导温度T2和热失控最高温度T3。其中,T2是最关键的一个。他透露,通过对T2的研究,发现正氧气释放,负极锂沉积和隔膜破裂是形成T2的热失控的主要原因。

内部短路是热失控的主要原因,其可控的重复发生是主要问题。欧阳明高和他的团队发明了一种新的方法,将记忆合金植入电池,将其加热到一定温度,然后让记忆合金的尖锐角部抬起,引发热失控。从文献和团队研究来看,内部短路有四种类型。有些会立即引起热失控,有些会缓慢发展,有些可能没有危险,有些可能在演变后很危险,有些内部短路总是很慢。内部短路的类型也有所不同,从逐渐变化到突然变化。通过内部短路检测算法和一系列工程方法,可以提高安全管理电池管理系统的能力。

“没有内部短路,并且有热失控。”欧阳明高说,正极与负极之间的物质交换会形成剧烈反应,还会引起热失控。为此,基于改进材料的数据库,主要有两种,一种是正极材料的改进,一种是电解液。

“不仅是固体电解质,而且还有更多的电解质添加剂,高浓度电解质和新型电解质。”

锂分析是影响电池寿命周期安全性的主要因素。锂的沉淀将直接与电解质发生反应,从而导致大量的温度上升,从而直接引起热失控。在锂的研究中,欧阳明高和他的团队得出了一条曲线,该曲线没有通过简化的P2D模型来分析锂的充电。通过与企业的合作,无锂充电的实时控制也取得了很大进展。

在研究中,通过热失控的扩散试验,了解了热传导规律,并通过参数模型进一步进行了抑制热扩散的精细设计。 “仅电池的绝缘是不够的,而且还具有散热设计。电池具有一定的绝缘性,必须将热量全部集中在一起,然后才能做好。”欧阳明高说。

第三届国际电池安全会议由清华大学电池安全实验室主持。会议的主题是“为电动汽车制造更安全的高能电池”。与会者讨论了电池热失控机-电热激励和预防方法,电池热失控机理和抑制方法,电池燃烧和爆炸特性与防火安全,电池系统热失控扩散和热管理,电池锂沉积和快速充电安全性,固态电池安全问题等六个方面。

(编辑:DF378)