隨著鋰(li)離子電池(chi)在新能(neng)源(yuan)汽(qi)車、儲能(neng)、消費類電子以及航空航天等(deng)重要行業的(de)(de)大(da)規模應用,鋰(li)電池(chi)的(de)(de)安全問題已引起社會的(de)(de)密(mi)切關(guan)注。
熱失控(kong)是鋰電池安全(quan)事故的(de)(de)重要原因,它會(hui)引起鋰離子電池起火甚至爆(bao)炸,直(zhi)接威脅用(yong)戶的(de)(de)安全(quan)。
若(ruo)鋰電池單(dan)體在(zai)某種誘因下發(fa)生(sheng)熱失控(kong),電池材料將發(fa)生(sheng)一系列劇烈(lie)的(de)化學(xue)反應,產生(sheng)大量熱量以(yi)及可燃(ran)(ran)、有毒的(de)氣體,導致電池因內(nei)部(bu)溫度、壓力(li)急劇升(sheng)高而炸裂,可燃(ran)(ran)氣體隨之(zhi)泄(xie)露(lu),在(zai)高溫下遇(yu)到外界空(kong)氣引(yin)起劇烈(lie)燃(ran)(ran)燒(shao),形成射流火或燃(ran)(ran)爆(bao)火球,從(cong)而引(yin)起周圍其他單(dan)體的(de)失控(kong),引(yin)發(fa)安全事故。
電(dian)(dian)池(chi)的荷(he)電(dian)(dian)狀(zhuang)態、服(fu)役(yi)時間以及材料體系等都(dou)會導致電(dian)(dian)池(chi)產氣成分變(bian)化,從而影(ying)響其燃(ran)爆特性(xing)及電(dian)(dian)池(chi)熱失(shi)控危險性(xing)。
評估電池產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。
在測試中,采用國內某廠家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熱失控實驗。隨后對電池產氣進行收集,并利用氣相色譜對氣體成分進行分析,結果如下圖所示:
該混合氣中的(de)多種可燃氣體(ti)和惰性氣體(ti)可按照一定方法進行配對(dui),并利用理查特里(Lechteillier)公式對(dui)混合氣的(de)爆炸極限進行估(gu)算:
其中(zhong)Lm為混合氣體的(de)爆炸(zha)極(ji)限;L1、L2、……、Ln為各組(zu)分的(de)爆炸(zha)極(ji)限;V1、V2、…、Vn為各組(zu)分的(de)含(han)量(liang)。
經過計算可(ke)得該電池產氣的爆炸下限LFL=33.02%。
本案例(li)使用爆炸極(ji)限(xian)試驗儀(yi)(yi)對混合氣的(de)爆炸極(ji)限(xian)進行測試。通(tong)過(guo)該儀(yi)(yi)器可自動(dong)配(pei)氣,根據點(dian)火后(hou)的(de)閃燃現象可判斷設定(ding)濃度(du)下(xia)樣氣是否已達到爆炸極(ji)限(xian)。
測試相對完整(zheng)地闡釋了電(dian)池產氣爆炸極限(xian)測試方法,雖然實驗結果較好,但實驗本身仍存(cun)在(zai)一定的局限(xian)性。
例(li)如,鋰電池熱失控需在(zai)惰性氣(qi)體(ti)氛圍中發生,但大量惰性氣(qi)體(ti)引入將導致電池產(chan)氣(qi)LFL增大;
另外,爆炸極(ji)限(xian)測(ce)試壓(ya)力條件目(mu)前尚(shang)不明確,常(chang)壓(ya)或(huo)高壓(ya)下(xia)LFL的(de)測(ce)試結果略有差(cha)別(高壓(ya)測(ce)試需使用(yong)高溫高壓(ya)爆炸極(ji)限(xian)測(ce)試儀(yi))。上述(shu)問題有待行業內專家共同探討(tao),推(tui)動相關測(ce)試標準的(de)建立(li)。
以上便是本次為(wei)大(da)家分享(xiang)關于(yu)關于(yu)電池絕熱量熱儀(yi)的(de)(de)相關信(xin)息,希望大(da)家在看(kan)完之后能(neng)夠對(dui)該儀(yi)器有更(geng)多的(de)(de)了解。