華東理工大學(xué)欒偉玲教授團(tuán)隊(duì)在Journal of Energy Storage（IF：8.9）發(fā)表題為《Thermal runaway and gas generation dynamics in aged Lithium-ion batteries under low temperatures》的研究論文，該成果由華東理工大學(xué)先進(jìn)電池系統(tǒng)與安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(CPCIF)、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(52375144和52205153)、上海市浦江人才計(jì)劃和東方英才計(jì)劃等機(jī)構(gòu)聯(lián)合支持。

部分研究成果展示

本研究中BAC-90A的應(yīng)用

1.熱失控測(cè)試及產(chǎn)氣分析

BAC-90A小型電池絕熱量熱儀通過模擬理想絕熱環(huán)境，可精確測(cè)定電池?zé)崾Э仄鹗紲囟取崾Э刈罡邷囟燃白畲鬅崾Э厮俾实汝P(guān)鍵熱行為參數(shù)。搭配定制密封罐裝置，可同步實(shí)現(xiàn)熱失控產(chǎn)氣壓力測(cè)試與氣體收集，為電池安全性能評(píng)估提供多維度數(shù)據(jù)支撐。

本研究利用BAC-90A小型電池絕熱量熱儀，配套密封罐裝置，采用150℃恒溫模式，對(duì)不同健康狀態(tài)（SOH：100%~60%）的鋰電池開展熱失控測(cè)試與產(chǎn)氣壓力監(jiān)測(cè)。通過聯(lián)用氣相色譜儀分析不同SOH電池?zé)崾Э貧怏w成分及含量變化，揭示了熱失控時(shí)序與電池?zé)岱€(wěn)定性的關(guān)聯(lián)機(jī)制。

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本研究還通過開展不同SOH電池的熱失控噴射火行為實(shí)驗(yàn)，結(jié)合熱失控產(chǎn)氣參數(shù)進(jìn)行應(yīng)用場(chǎng)景下的綜合特性分析，為儲(chǔ)能系統(tǒng)及電動(dòng)汽車的電池管理系統(tǒng)（BMS）安全設(shè)計(jì)提供了關(guān)鍵技術(shù)指導(dǎo)。

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總結(jié)

本研究通過定性與定量分析，系統(tǒng)闡述了低溫老化條件下不同SOH鋰離子電池的熱失控產(chǎn)氣特性與噴射火行為特征。實(shí)驗(yàn)獲取了包括最高溫度、觸發(fā)時(shí)間、產(chǎn)氣成分、產(chǎn)氣量、爆炸風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)及噴射火擴(kuò)散面積等關(guān)鍵參數(shù)，全面剖析了不同SOH鋰離子電池的安全性能表現(xiàn)。上述研究成果將為提升電池在儲(chǔ)能場(chǎng)景及梯次利用過程中的安全性提供重要理論依據(jù)與技術(shù)支撐。