鋰離子電池尤其是高鎳三元鋰離子電池,因具有優(yōu)異的綜合性能,已經(jīng)成為電動(dòng)汽車能量源的最優(yōu)選擇。然而,由鋰離子電池?zé)崾Э匾l(fā)的電動(dòng)汽車安全事故頻繁發(fā)生,嚴(yán)重阻礙了鋰離子電池在電動(dòng)汽車領(lǐng)域的商業(yè)化發(fā)展。因此,針對(duì)鋰離子電池?zé)岚踩蚤_(kāi)展研究具有重要意義。本文以某電池廠商提供的高鎳三元材料的車用鋰離子電池（NCM811）作為研究對(duì)象,采用高溫?zé)崾Э卦囼?yàn)與仿真模擬相結(jié)合的方法,研究了鋰離子電池在不同工況（SOC=0、25%、50%、75%和100%）下發(fā)生高溫?zé)崾Э貢r(shí)所表現(xiàn)出的熱特性,開(kāi)展工作如下:首先,分析了鋰離子電池的結(jié)構(gòu)組成、工作原理和正常工作狀態(tài)下的生熱機(jī)理與傳熱機(jī)制,同時(shí)對(duì)鋰離子電池?zé)崾Э氐陌l(fā)生機(jī)理、產(chǎn)生原因和主要副反應(yīng)類型等進(jìn)行了系統(tǒng)研究。然后,利用絕熱加速量熱儀（ARC）的加熱-等待-搜索（Heat-Wait-Seek）模式,對(duì)五組工況（SOC=0、25%、50%、75%和100%）下鋰離子電池發(fā)生高溫?zé)崾Э貢r(shí)的熱特性參數(shù)開(kāi)展研究。試驗(yàn)結(jié)果表明:（1）鋰離子電池發(fā)生高溫?zé)崾Э貢r(shí)的自產(chǎn)熱起始溫度受電池SOC值的影響較小,主要受SEI膜分解的作用;（2）熱失控觸發(fā)溫度隨著電池SOC值的增... 

【文章來(lái)源】：青島大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：63 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

電動(dòng)汽車安全事故現(xiàn)場(chǎng)

青島大學(xué)碩士畢業(yè)論文 NCM523、NCM622 和 NCM811 等，其中后面的數(shù)字代表三者的比例。在人們對(duì)電動(dòng)汽車高續(xù)航里程的追求下，高能量密度的電池在電動(dòng)汽車上應(yīng)用越來(lái)越多，高鎳體系的 NCM811 電池有望主導(dǎo)未來(lái)電動(dòng)汽車動(dòng)力電池市場(chǎng)。 本章以 2.5Ah 的 NCM811 鋰離子電池單體為試驗(yàn)研究對(duì)象，該電池滿足電動(dòng)汽車用鋰離子電池標(biāo)準(zhǔn)要求，試驗(yàn)前的電池形貌如圖 3.2 所示，電池正極為高鎳三元材料，負(fù)極為石墨材料，外殼為金屬材料，電池正極頂部設(shè)有安全閥，正負(fù)極處沒(méi)有接線柱，需要使用電焊機(jī)進(jìn)行焊接。電池的詳細(xì)規(guī)格參數(shù)如表 3.1 所示。

青島大學(xué)碩士畢業(yè)論文22表3.2試驗(yàn)設(shè)備參數(shù)設(shè)備名稱型號(hào)生產(chǎn)廠家絕熱加速量熱儀BTC130英國(guó)HEL充放電測(cè)試儀MCT8-50-05青島美凱麟恒溫恒濕箱BTT-1500廣東貝爾電焊機(jī)JH-800點(diǎn)點(diǎn)精悍圖3.3絕熱加速量熱儀圖3.3為絕熱加速量熱儀（ARC）設(shè)備外觀，儀器主要由密閉絕熱爐腔和實(shí)現(xiàn)絕熱功能的控制系統(tǒng)構(gòu)成，密閉腔體的內(nèi)徑為130mm，高度為200mm，腔體內(nèi)部上中下位置均設(shè)有加熱器和溫度傳感器，通過(guò)加熱器的補(bǔ)償熱量來(lái)為試驗(yàn)樣品提供絕熱環(huán)境，通過(guò)熱電偶隨時(shí)監(jiān)測(cè)腔體內(nèi)部溫度變化，試驗(yàn)過(guò)程中需要將待測(cè)電池置于腔體內(nèi)并用細(xì)鋼絲固定，腔體上方的蓋子閉合時(shí)需要額外加一層石棉進(jìn)行隔熱。絕熱加速量熱儀在H-W-S模式下的工作原理如下所述[62]：加熱爐的輻射加熱器將爐體加熱至起始溫度，由于爐體與樣品之間熱平衡需要一定的時(shí)間，儀器進(jìn)入等待模式，使得爐體與樣品達(dá)到熱平衡；等待時(shí)間結(jié)束后，儀器進(jìn)入搜索模式，系統(tǒng)通過(guò)比較探測(cè)到的樣品升溫速率和預(yù)先設(shè)定好的溫度靈敏度（例如0.01℃/min）來(lái)判斷樣品是否存在放熱現(xiàn)象，若樣品升溫速率大于設(shè)定的靈敏度則儀器進(jìn)入絕熱狀態(tài)并同時(shí)記錄此時(shí)系統(tǒng)的溫度、升溫速率等數(shù)據(jù)；若小于，則儀器進(jìn)入加熱狀態(tài)，繼續(xù)溫度爬坡，開(kāi)始下一輪的H-W-S模式，直到檢測(cè)到放熱或者達(dá)到預(yù)先設(shè)定的最高終止溫度結(jié)束試驗(yàn)。絕熱加速量熱儀的工作模式邏輯如圖3.4所示。


本文編號(hào)：3126917