检测150Ah以上的高镍三元电芯的绝热热失控特性是行业内的热点与难点问题,本文利用仰仪科技BAC-420A大型电池绝热量热仪测定了190Ah NCM 811电芯的热失控特征参数,填补了大容量高镍锂电池的检测空白,有助于为电动车等应用场景下的安全防护和热管理设计提供基础数据。
前言
电池单体的大型化为单体热失控研究带来了新的挑战。市面上常规的电池绝热量热仪抗爆能力不足,测试大容量高镍电池存在安全风险,导致这类电池的热失控数据不易获取。针对上述问题,杭州仰仪科技有限公司开发的BAC-420A大型电池绝热量热仪采用弹簧锁扣结构优化了量热仪的顶盖和炉体的连接设计,以便于在电池热失控阶段进行快速泄压,从而提高仪器的抗爆性能。
本文利用BAC-420A,在经典HWS(加热-等待-搜寻)模式下测定得到了190Ah NCM 811电芯的绝热热失控数据,并初步辨识了大容量高镍电芯的热失控危险特性。
实验部分
2. 实验条件
实验仪器:杭州仰仪科技有限公司BAC-420A大型电池绝热量热仪、电池充放电设备、TP-700多通道测试仪;
试验环境温度:28℃;
采样频率:1-100Hz;
温度控制模式:HWS-R模式;
自放热检测阈值:0.02℃/min;
热电偶固定位置:大面中心点、电池正极极耳、负极极耳、泄压阀上方30mm。
图1 (a)BAC-420A大型电池绝热量热仪和(b)电池样品安装示意图
实验结果
1. 绝热热失控曲线
通过视频监控可以发现,190Ah电芯在热失控阶段发生了猛烈的烟气喷发和火焰喷射现象。此外,据实验现场观察,虽然仪器无损伤,但电芯爆炸引发的气流冲击能够对5米外的物体造成明显的破坏力。因此,进行大容量高镍电芯测试,为确保安全实验室必须具备足够的泄爆面积。
结论
本文利用BAC-420A大型电池绝热量热仪测量了大容量高镍锂电池单体的热失控参数。相关数据可用于此类电池的热失控风险评价以及热管理系统设计,提高电动汽车、储能电站、民用航天等应用场景的安全性。
[1] 2022年新能源汽车推广补贴方案[EB/OL]. www.gov.cn,2021-12-31.
[2]新能源乘用车动力电池续航里程发展趋势分析[DB/OL]. www.autoinfo.org.cn,2021-06-18.
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