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不同诱发条件下NCM三元锂离子电池热失控和燃烧特性

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目的 研究不同诱发条件下三元锂离子电池热失控和燃烧特性,科学认识海洋工程和装备领域储能电池的安全性,为海洋工程的消防安全设计提供理论依据.方法 模拟三元锂离子电池机械滥用和热滥用场景,分别用针刺和加热方式触发锂电池热失控,对不同带电状态(0％、25％、50％、75％、100％SOC值)的锂离子电池热失控过程中温度、电压、质量损失进行测量,对热失控后的电池进行拆解,并分析极片残余物的宏观和微观变化特征.结果 随着电池SOC值的增加,热失控反应强度增加,电池表面最高温度、温升速率和质量损失率均增大.针刺和加热触发电池热失控后极卷形态变化特征不同,分别呈"贝壳"和"月牙"形状.极片残余物的热重分析表明,50％SOC值和100％SOC值电池在针刺和加热后,极片残余物氧化分解后的质量损失比例分别为36.73％、18.75％和38.28％、30.38％.结论 三元锂离子电池的热失控行为随电池SOC值和诱发条件的改变而变化,高SOC值时,电池热失控反应更剧烈.一定条件下,针刺比加热更易触发电池热失控,而加热触发的热失控反应速率更快.热失控后的极卷形状变化和残余物热重分析可为火灾原因调查提供证据.
Thermal Runaway and Combustion Characteristics of NCM Ternary Lithium-ion Batteries under Different Induced Conditions

牛慧昌、伍靖怡、李钊、李磊、江赛华、姬丹

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广州中国科学院工业技术研究院 新能源热安全工程技术研究中心,广州 511458

华南理工大学 机械与汽车工程学院,广州 510641

三元锂离子电池 热失控 SOC 针刺

国家重点研发计划

2018YFB0104100

2022

10.7643/issn.1672-9242.2022.07.011

装备环境工程
中国兵器工业第五九研究所 国防科技工业自然环境试验研究中心

装备环境工程

CSTPCD
影响因子：0.985
ISSN：1672-9242
年,卷(期)：2022.19(7)
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