隨著鋰離子電池在新能源汽車、儲能、消費類電子以及航空航天等重要行業(yè)的大規(guī)模應(yīng)用,鋰電池的安全問題已引起社會的密切關(guān)注。
熱失控是鋰電池安全事故的重要原因,它會引起鋰離子電池起火甚至爆炸,直接威脅用戶的安全。
若鋰電池單體在某種誘因下發(fā)生熱失控,電池材料將發(fā)生一系列劇烈的化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生大量熱量以及可燃、有毒的氣體,導(dǎo)致電池因內(nèi)部溫度、壓力急劇升高而炸裂,可燃氣體隨之泄露,在高溫下遇到外界空氣引起劇烈燃燒,形成射流火或燃爆火球,從而引起周圍其他單體的失控,引發(fā)安全事故。
電池的荷電狀態(tài)、服役時間以及材料體系等都會導(dǎo)致電池產(chǎn)氣成分變化,從而影響其燃爆特性及電池?zé)崾Э匚kU性。
評估電池產(chǎn)氣的燃爆特性對于評價動力電池安全性具有重要意義,而爆炸極限是研究可燃氣體危險性的重要評估參數(shù)。
在測試中,采用國內(nèi)某廠家50A·h、100%SOC的三元鋰電池,使用大型電池絕熱量熱儀在惰性氣體氛圍中完成電池?zé)崾Э貙嶒灐?/strong>隨后對電池產(chǎn)氣進行收集,并利用氣相色譜對氣體成分進行分析,結(jié)果如下圖所示:
該混合氣中的多種可燃氣體和惰性氣體可按照一定方法進行配對,并利用理查特里(Lechteillier)公式對混合氣的爆炸極限進行估算:
其中Lm為混合氣體的爆炸極限;L1、L2、……、Ln為各組分的爆炸極限;V1、V2、…、Vn為各組分的含量。
經(jīng)過計算可得該電池產(chǎn)氣的爆炸下限LFL=33.02%。
本案例使用爆炸極限試驗儀對混合氣的爆炸極限進行測試。通過該儀器可自動配氣,根據(jù)點火后的閃燃現(xiàn)象可判斷設(shè)定濃度下樣氣是否已達到爆炸極限。
測試相對完整地闡釋了電池產(chǎn)氣爆炸極限測試方法,雖然實驗結(jié)果較好,但實驗本身仍存在一定的局限性。
例如,鋰電池?zé)崾Э匦柙诙栊詺怏w氛圍中發(fā)生,但大量惰性氣體引入將導(dǎo)致電池產(chǎn)氣LFL增大;
另外,爆炸極限測試壓力條件目前尚不明確,常壓或高壓下LFL的測試結(jié)果略有差別(高壓測試需使用高溫高壓爆炸極限測試儀)。上述問題有待行業(yè)內(nèi)專家共同探討,推動相關(guān)測試標(biāo)準(zhǔn)的建立。
以上便是本次為大家分享關(guān)于關(guān)于電池絕熱量熱儀的相關(guān)信息,希望大家在看完之后能夠?qū)υ搩x器有更多的了解。