三元锂离子动力电池热失控及蔓延特性实验研究

王淮斌^1,2,3，李阳¹，王钦正^1,3，杜志明³，冯旭宁²

1. 中国人民警察大学2. 清华大学汽车安全与节能国家重点实验室3. 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室

摘 要：以电动汽车车用额定容量为42 A·h的三元方壳锂离子电池单体和模组为研究对象,研究其在加热条件下单体的绝热热失控特性及成组后侧向加热热失控蔓延特性.结果表明,锂离子电池在发生热失控时,内部最高温度可达920℃,电池表面和内部最大温差达403℃;热失控首先在迎向热流的面触发,随后蔓延至整个电池;满电状态下的锂离子电池内部热失控蔓延时间介于8～12 s;热失控蔓延过程中锂离子电池的温度特征与绝热热失控测试相比存在较大差异性;热失控喷发颗粒物中,LiF及石墨质量分数占80%以上;模组中失控电池产生的总能量中用于自身加热和喷发损失的占90%左右,热失控释放总能量的10%足以触发热失控蔓延.本文为研究三元锂离子电池模组安全设计、热失控蔓延抑制及新能源汽车的火灾事故调查提供了参考.

关键词：锂离子电池;热失控;热失控蔓延;储能;安全性;