100Ah磷酸铁锂软包电池的热失控特性及产气行为
摘要：
本研究以100 Ah磷酸铁锂软包电池为研究对象,通过侧面加热触发热失控,借助工业计算机断层扫描(CT)、扫描电子显微技术(SEM)、气相色谱仪(GC)等表征测试手段,系统分析了40%、60%、80%、100%SOC下电池的热失控特性和产气变化规律.结果表明,电池热失控的过热触发可细分为四个阶段:过热温度升高、副反应膨胀产气、隔膜收缩与破裂冒烟、热失控引起剧烈温升和产气.进一步计算了产热能量,发现100%、80%、60%、40%SOC电池的峰值产热率分别达到140.34、115.44、14.76和3.91 kW,且100%SOC时释放的能量相当于104.63 g三硝基甲苯(TNT)的能量,破坏半径达到5.90 m,相比40%SOC的危险性提升了64.3%.对热失控后电池材料表征发现,正极磷酸铁锂材料从方块状转变为团聚的不规则球状,负极石墨结构则从层状转变为团聚的球形颗粒,这归因于内部副反应的加剧.通过对比产气特性发现,SOC的增加导致电池产H2量增加,CO2量下降,各SOC下电池产气的爆炸风险均高于普通烃类气体,爆炸上限呈现先下降后上升的变化趋势.本研究结果对后续储能系统的安全设计提供了理论依据和实践指导.
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作者：
叶锦昊,侯军辉,张正国,凌子夜,方晓明,黄思林,肖质文
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刊名：
储能科学与技术
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年期：
2025.2
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