大容量9系三元锂离子电池热失控测试

  • 发布时间:2024-01-08
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前言

9系超高镍三元锂离子电池是指正极材料元素比值为Ni:Co:Mn=9:0.5:0.5的三元锂离子电池,作为短期内已经将锂电池正极材料的潜力发挥到最大的方案,9系锂电池的理论能量密度甚至超过了300Wh/kg。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

1.样品准备

实验样品:130Ah 9系NCM锂离子电池*1,260mm*100mm*25mm,100%SOC。

2.实验条件

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。


图1 BAC-420A大型电池绝热量热仪

3.实验过程

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;


图2 9系电池实验安装示意图及实物照片
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