【摘要】：隨著鋰離子電池能量密度的逐漸增加,安全問題日益嚴峻。此外,熱失控的傳播可能會引起“多米諾骨牌”效應,造成嚴重的后果,傳播過程的研究也就成為當前研究的熱點。為了提高鋰離子電池安全性,本文針對荷電狀態(tài)(SOC)為0%、50%和100%的18650-26 JM型三元鋰離子電池開展熱失控傳播試驗,研究電池間不同的豎直距離和水平距離對試驗過程、電池表面溫度、安全閥破裂和噴射時間、質(zhì)量損失、CO和SO_2濃度、熱釋放速率(HRR)和燃燒釋放的熱量等的影響。同時針對豎直距離的THS1批次電池和水平距離的TIT3批次電池進行比較。主要的總結(jié)如下:無論是豎直距離的試驗,還是水平距離的試驗,熱失控的發(fā)生均極大促進了熱失控傳播的發(fā)生。首先進行上下層電池間不同豎直距離的試驗,對于上層電池,結(jié)果發(fā)現(xiàn)可以用指數(shù)函數(shù)模型去預測不同距離下安全閥破裂和噴射的臨界時間,并且SOC與安全閥破裂和噴射的臨界距離成正比。其次進行電池間不同水平距離的試驗,對于第3個電池,SOC越大或者d_2越大,安全破裂的臨界時間越短、臨界距離d_1越大,并且噴射的臨界時間越短、臨界距離d_1相同。上層電池與第3個電池有很多相同的規(guī)律:安全閥破裂或者噴射時的臨界表面溫度與距離無關(guān),但與SOC呈反比;如果噴射發(fā)生或者0%SOC的安全閥破裂,那么總的質(zhì)量損失和最大質(zhì)量損失速率與距離無關(guān),但與SOC呈正比;SOC與CO濃度峰值、SO_2濃度峰值成正比,與HRR峰值和釋放的熱量成反比。下層兩個THS1電池與前2個TIT3電池受加熱爐的輻射強度相同,試驗發(fā)現(xiàn)這兩種批次電池有相同之處:不同SOC的試驗過程,CO和SO_2濃度釋放規(guī)律。但也有不同之處:安全閥破裂和噴射發(fā)生的時間,最大表面溫度,質(zhì)量損失,最大溫升速率和最大質(zhì)量損失速率,CO和SO_2濃度峰值。
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM912
【圖文】：

第一章 緒論第一章 緒論背景國機動車保有量在 2017 年底達到了驚人的 3.1 億輛，其中汽車保 億輛，占全球的 20%，銷量占全球的 30%，成為名副其實的汽車工業(yè) 1.2 表明中國汽車產(chǎn)業(yè)快速增長的趨勢十分明顯，但是由于中國人

占全球的 20%，銷量占全球的 30%，成為名副其實的汽車工業(yè) 1.2 表明中國汽車產(chǎn)業(yè)快速增長的趨勢十分明顯，但是由于中國人圖 1. 1 中國汽車千人保有量Figure 1.1 Number of cars owned by thousands of people in China

鋰離子電池具有能量密度高、電壓高、自放電率染、無記憶效應等優(yōu)勢，其性能參數(shù)包括電壓、容量、內(nèi)路電壓和工作電壓、充放電截止電壓等，開路電壓和工作有電流流過的電池正負極電位差，由于內(nèi)阻的存在，一般工作電壓，同時低于充電時的工作電壓；充放電截止電壓和最低電壓，超過這個范圍，就會出現(xiàn)過充或過放，對電嚴重或發(fā)生熱失控。容量就是我們說的電量，分為實際容在實際條件下可充放的電量，比后者小，并與充放電倍率度影響非常大。鋰離子在正負極之間來回嵌入和脫出過程阻，包括電化學極化內(nèi)阻、濃差極化內(nèi)阻、歐姆極化內(nèi)阻和秒級發(fā)生極化，電流越大，極化越嚴重，會產(chǎn)生大量的壓和容量的積分，一般有質(zhì)量、體積能量密度之分，這對要求較高的應用領(lǐng)域具有重要意義。用同一型號（三星 ICR 18650-26 JM）不同批次（THS1 和為試驗樣品，如圖 2.1 所示。根據(jù)三星 SDI 提供的信息，基

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