2024-01-09 09:57:34, 浙仪应用研究院 杭州仰仪科技有限公司
本期预览
本文利用BAC-420A大型电池绝热量热仪对130Ah 9系超高镍NCM三元锂离子电池的绝热热失控行为进行了研究,填补了行业内缺乏大容量超高镍电芯热失控数据的空白。
前言
由于9系锂电池具有超高的能量密度,受到了致力于提高新能源汽车续航里程的主机厂的密切关注。但高能量密度伴随着潜在的高危险性,因此获得9系电池的热失控特征参数尤为重要,但是9系锂电池的热失控过程非常剧烈,有较大概率会损伤仪器,因此9系锂电池的绝热热失控实验数据十分缺乏,电池热管理设计也缺少实验数据的支撑。
本文利用杭州仰仪科技有限公司BAC-420A大型电池绝热量热仪进行了130Ah的9系NCM超高镍锂离子电池的绝热热失控测试,获得该电池热失控过程的相关热力学特征参数等信息。相关结果有助于帮助研究人员明确9系电池的热失控危害性,优化电池安全设计。
实验部分
实验样品:130Ah 9系NCM锂离子电池*1,260mm*100mm*25mm,100%SOC。
实验仪器:杭州仰仪科技BAC-420A大型电池绝热量热仪;
工作模式:HWS模式、温差基线模式;
标准铝块:6061铝合金材质。
3.1 温差基线校正:利用与电池大小形状一致的标准铝块进行温差基线模式实验,对热电偶及仪器进行校正;
3.2 标准铝块HWS实验:利用标准铝块进行HWS模式实验,验证温差基线校正的效果及实验过程中仪器的绝热性能;
3.3 电池HWS实验:为了防止9系电池热失控损坏炉腔,因此在电池外部增加了如图2所示的金属网防护罩,以HWS模式进行绝热热失控实验;
3.4 标准铝块HWS实验:电池HWS实验结束后,用标准铝块重新进行HWS验证实验,用于验证热失控后仪器功能是否正常及传感器漂移程度。
实验结果
如图3(a)所示,电池在82.68℃下的自放热温升速率达到了0.02℃/min的Tonset检测阈值;在131.67℃达到泄压温度Tv,泄压阀打开;随后在169.49℃达到热失控起始温度TTR (60℃/min),电池发生热失控,数秒内温度快速升高至约1090℃,最大温升速率(dT/dt)max超过40000℃/min。并且通过图4所示的抗爆箱内外部的监控画面,可以发现电池的热失控过程十分剧烈,在极短的时间内喷射出强烈的射流火及大量浓烟,同时瞬间产生的高温高压气流对实验室墙面产生了一定的冲击作用。
通过观察电池残骸可以发现,泄压阀位置完全崩裂,同时电池残骸基本仅剩外部铝壳,内部电池材料几乎全部从泄压口喷出,热失控后电池的质量损失率达到了85.97%,也侧面表明了9系电芯的热失控剧烈程度。
在电池实验前,通过标准铝块的HWS实验验证了仪器良好的绝热性能,如图6(a),每个温度台阶铝块的温升速率均小于±0.002℃/min;电池测试后,为了确认仪器能否在承受9系锂电池的剧烈爆炸后仍然能正常使用,重新进行一次标准铝块的HWS实验。通过图6(b)可以发现,实验过程中仪器运行良好,并且每一个台阶的温升速率均低于±0.002℃/min,绝热性能依然优异,说明仪器功能完好,同时传感器未出现明显漂移。
结论
大容量9系超高镍NCM锂电池绝热热失控的剧烈程度高,实验室应具备足够的泄压泄爆面积(建议50平米以上),同时实验室墙面应进行加固。
点击 “阅读原文” 进入官网
01-18
Nature Communications | 饮食限制半胱氨酸和甲硫氨酸使胶质瘤对铁死亡敏感并诱导能量代谢的改变01-18 麦特绘谱
收样公告 | 麦特绘谱2024年春节期间样品接收安排01-18 麦特绘谱
超全珍藏版 | 贾伟院士--全球前2%顶尖科学家的代谢组学研究秘籍01-18 麦特绘谱
LiveBoost软件临床试验结果发表:评估肝纤维化准确率优于APRI和FIB-401-18 绘云生物
徕卡新能源汽车解决方案---电机篇01-18 徕卡显微系统
直播预告 | FALCON-快速荧光寿命成像应用进展01-18 徕卡显微系统
【显微课堂】荧光寿命成像与荧光共振能量转移01-18 徕卡显微系统
【案例研究】眼科:复杂白内障手术中的可视化01-18 徕卡显微系统
浸没式物镜:使用油、甘油或水来克服分辨率限制01-18 徕卡显微系统
口罩之下有学问——使用HS-GC测定医用口罩中2-氯乙醇的含量01-18 珀金埃尔默
【科技前沿】无需稀释,采用全基体进样系统测定海水中纳米颗粒01-18 珀金埃尔默
NexION ICP-MS耗材备件选购指南(下)01-18 珀金埃尔默
有“锂”行天下 | 碳酸丙烯酯基电解液的探索01-18 珀金埃尔默
质慧检测,助力科研 | SCIEX 高分辨质谱完整解决方案01-18 SCIEX
走近SCIEX|暨南大学生科院《仪器分析》教学团队到丹纳赫生命科学粤港澳大湾区学习交流01-18 SCIEX
SCIEX本土化质谱助力中国市场01-18 SCIEX
9405糖蛋白的糖基化分析指导原则解析,SCIEX助力糖基化精准分析01-18 SCIEX
质护未来丨新污染物筛查、识别与健康效应技术研讨会01-18 SCIEX
Andrew+移液机器人新技能 | 高通量制备用于递送mRNA的脂质纳米颗粒(LNP)01-18 沃特世