热失控是锂离子电池最严重的故障,尚缺乏有效的在线预警方法。热失控触发前,锂离子电池析出多种气体,依据气体的析出特性对热失控实现在线预警。首先,分析了锂离子电池热失控析气机理,以确定析出气体的种类。然后,搭建平台开展实验,研...热失控是锂离子电池最严重的故障,尚缺乏有效的在线预警方法。热失控触发前,锂离子电池析出多种气体,依据气体的析出特性对热失控实现在线预警。首先,分析了锂离子电池热失控析气机理,以确定析出气体的种类。然后,搭建平台开展实验,研究了不同荷电状态(state of charge,SOC)锂离子电池气体在热失控触发前的析出特性。进一步地,基于挥发性有机物(volatile organic compounds,VOC),提出了适用于不同SOC锂离子电池的热失控在线预警方法。最后,实验验证了所提方法的正确性,结果证明所提方法预警的快速性显著优于常规方法。热失控触发前的气体特性研究表明:不同SOC下,二氧化碳(CO_(2))、一氧化碳(CO)、甲烷(CH_(4))、氟乙烷(C_(2)H_(5)F)和VOC均有析出,当SOC高于10%时,氢气(H_(2))才会析出;随着SOC增大,VOC和H_(2)体积分数不断增加,而CO体积分数先增加后降低,此外CH_(4)和C_(2)H_(5)F体积分数没有表现出明显变化;相比于CO_(2)、CO、H_(2)、CH_(4)和C_(2)H_(5)F,VOC析出时间最早,体积分数仅次于CO_(2)。该文成果可为锂离子电池热失控预警技术研究提供重要参考。展开更多
文摘热失控是锂离子电池最严重的故障,尚缺乏有效的在线预警方法。热失控触发前,锂离子电池析出多种气体,依据气体的析出特性对热失控实现在线预警。首先,分析了锂离子电池热失控析气机理,以确定析出气体的种类。然后,搭建平台开展实验,研究了不同荷电状态(state of charge,SOC)锂离子电池气体在热失控触发前的析出特性。进一步地,基于挥发性有机物(volatile organic compounds,VOC),提出了适用于不同SOC锂离子电池的热失控在线预警方法。最后,实验验证了所提方法的正确性,结果证明所提方法预警的快速性显著优于常规方法。热失控触发前的气体特性研究表明:不同SOC下,二氧化碳(CO_(2))、一氧化碳(CO)、甲烷(CH_(4))、氟乙烷(C_(2)H_(5)F)和VOC均有析出,当SOC高于10%时,氢气(H_(2))才会析出;随着SOC增大,VOC和H_(2)体积分数不断增加,而CO体积分数先增加后降低,此外CH_(4)和C_(2)H_(5)F体积分数没有表现出明显变化;相比于CO_(2)、CO、H_(2)、CH_(4)和C_(2)H_(5)F,VOC析出时间最早,体积分数仅次于CO_(2)。该文成果可为锂离子电池热失控预警技术研究提供重要参考。
