鉅大LARGE | 點擊量:251次 | 2023年12月26日
簡單分析鋰電池安全性評估及測試方法
如何對鋰離子電池的安全性進行評估及測試,更好的預防鋰離子電池安全事故的出現(xiàn)一直是業(yè)內(nèi)較為關(guān)注的一個點。
鋰離子電池的溫度顯示了顯示了電池的熱狀態(tài),其中所存在的本質(zhì)是鋰離子電池產(chǎn)熱和傳熱的結(jié)果。研究鋰離子電池的熱特性,及其在不同狀態(tài)下的產(chǎn)熱和傳熱特性,能夠讓我們認識到鋰離子電池內(nèi)部發(fā)生放熱化學反應(yīng)的重要途徑。
鋰離子電池的不安全行為,包括電池在過充過放、快速充放電、短路、機械濫用條件和高溫熱沖擊等情況,容易觸發(fā)電池內(nèi)部的危險性副反應(yīng)而出現(xiàn)熱量,直接破壞負極和正極表面的鈍化膜。
當電芯溫度上升到130℃以后,負極表面的SEI膜分解,導致高活性鋰碳負極暴露于電解液中發(fā)生劇烈的氧化還原反應(yīng),出現(xiàn)的熱量使電池進入高危狀態(tài)。
當電池內(nèi)部局部溫度升高到200℃以上時,正極表面鈍化膜分解正極發(fā)生析氧,并繼續(xù)同電解液發(fā)生劇烈反應(yīng)出現(xiàn)大量的熱量并形成高內(nèi)壓。當電池溫度達到240℃以上時,還伴隨鋰炭負極同粘結(jié)劑的劇烈放熱反應(yīng)。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
在鋰離子電池安全性研究中,量熱儀是最重要的使用儀器。最常用的量熱儀是加速量熱儀,英文名是acceleratingratecalorimeter,ARC。ARC是聯(lián)合國推薦使用的用于危險品評估的新型熱分析儀器,可以供應(yīng)絕熱條件下化學反應(yīng)的時間-溫度-壓力數(shù)據(jù)。
ARC基于絕熱原理設(shè)計,可使用較大的樣品量,靈敏度高,能精確測得樣品熱分解初始溫度、絕熱分解過程中溫度和壓力隨時間的變化曲線,尤其是能給出差示掃描量熱法和差熱分析法等無法給出的物質(zhì)在熱分解時的壓力緩慢變化過程。
ARC安全性評估方法
ARC通過精確的溫度跟蹤,防止被測樣品與環(huán)境的熱量交換,從而可以供應(yīng)一個近似絕熱的環(huán)境,重要對被測樣品的放熱行為進行測試分析。
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