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锂电池安全性评估与探测办法分解

2021-04-26 ryder

锂电池的温度显示了显示了电池的热状态,其中所存在的本质是锂电池产热和传热的结果。研究锂电池的热特性,及其在不同状态下的产热和传热特性,能够让我们认识到锂电池内部发生放热化学反应的紧要途径。


不安全行为


锂电池的不安全行为,包括电池在过充过放、快速充放电、短路、机械滥用条件和高温热冲击等情况,容易触发电池内部的危险性副反应而出现热量,笔直破坏负极和正极表面的钝化膜。


当电芯温度上升到130℃以后,负极表面的SEI膜分析,导致高活性锂碳负极暴露于电解液中发生剧烈的氧化还原反应,出现的热量使电池进入高危状态。


当电池内部局部温度升高到200℃以上时,正极表面钝化膜分析正极发生析氧,并持续同电解液发生剧烈反应出现大量的热量并形成高内压。当电池温度达到240℃以上时,还伴随锂炭负极同粘结剂的剧烈放热反应。


锂电池安全性评估仪器


在锂电池安全性研究中,量热仪是最紧要的使用仪器。最常用的量热仪是加速量热仪,英文名是acceleratingratecalorimeter,ARC。ARC是联合国推荐使用的用于危险品评估的新型热分解仪器,可以供应绝热条件下化学反应的时间-温度-压力数据。


ARC基于绝热原理设计,可使用较大的样品量,灵巧度高,能精确测得样品热分析初始温度、绝热分析过程中温度和压力随时间的变化曲线,尤其是能给出差示扫描量热法和差热分解法等无法给出的物质在热分析时的压力缓慢变化过程。


ARC安全性评估办法


ARC通过精确的温度跟踪,戒备被测样品与环境的热量交换,从而可以供应一个近似绝热的环境,紧要对被测样品的放热行为进行探测分解。


除了探测热失控,利用ARC可以供应绝热环境的特点,将ARC与直流恒流源、充放电设备联用,可以探测电池的比热容及充放电过程的绝热温升。

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