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《Journal of Energy Storage》是儲(chǔ)能領(lǐng)域的國(guó)際期刊，專注于系統(tǒng)集成、電網(wǎng)集成、建模和分析、新型儲(chǔ)能技術(shù)、規(guī)模和管理策略、儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)的商業(yè)模型以及全球儲(chǔ)能發(fā)展。
本研究借助仰儀科技BAC-90A小型電池絕熱量熱儀，結(jié)合氣相色譜分析等技術(shù)手段，深入探究18650型NCA鋰離子電池在低溫循環(huán)條件下的老化機(jī)制與熱失控特性的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，重點(diǎn)分析低溫循環(huán)老化對(duì)電池?zé)崾Э禺a(chǎn)氣成分、爆炸風(fēng)險(xiǎn)及噴射火行為的影響規(guī)律，為提升鋰離子電池低溫環(huán)境下的安全性提供了理論依據(jù)。
部分研究成果展示
本研究中BAC-90A的應(yīng)用
1.熱失控測(cè)試及產(chǎn)氣分析
BAC-90A小型電池絕熱量熱儀通過模擬理想絕熱環(huán)境，可精確測(cè)定電池?zé)崾Э仄鹗紲囟?、熱失控最高溫度及最大熱失控速率等關(guān)鍵熱行為參數(shù)。搭配定制密封罐裝置，可同步實(shí)現(xiàn)熱失控產(chǎn)氣壓力測(cè)試與氣體收集，為電池安全性能評(píng)估提供多維度數(shù)據(jù)支撐。
本研究利用BAC-90A小型電池絕熱量熱儀，配套密封罐裝置，采用150℃恒溫模式，對(duì)不同健康狀態(tài)（SOH：100%~60%）的鋰電池開展熱失控測(cè)試與產(chǎn)氣壓力監(jiān)測(cè)。通過聯(lián)用氣相色譜儀分析不同SOH電池?zé)崾Э貧怏w成分及含量變化，揭示了熱失控時(shí)序與電池?zé)岱€(wěn)定性的關(guān)聯(lián)機(jī)制。
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2.產(chǎn)氣聯(lián)用評(píng)估熱失控產(chǎn)氣爆炸風(fēng)險(xiǎn)
基于BAC-90A記錄的壓力-溫度數(shù)據(jù)與氣相色譜儀測(cè)得的可燃?xì)怏w體積分?jǐn)?shù)，運(yùn)用 Le Chatelier 公式計(jì)算爆炸極限，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同SOH電池產(chǎn)氣爆炸危險(xiǎn)性的量化評(píng)估，為熱失控產(chǎn)氣爆炸風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警提供了重要技術(shù)支撐。
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本研究還通過開展不同SOH電池的熱失控噴射火行為實(shí)驗(yàn)，結(jié)合熱失控產(chǎn)氣參數(shù)進(jìn)行應(yīng)用場(chǎng)景下的綜合特性分析，為儲(chǔ)能系統(tǒng)及電動(dòng)汽車的電池管理系統(tǒng)（BMS）安全設(shè)計(jì)提供了關(guān)鍵技術(shù)指導(dǎo)。
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總結(jié)
本研究通過定性與定量分析，系統(tǒng)闡述了低溫老化條件下不同SOH鋰離子電池的熱失控產(chǎn)氣特性與噴射火行為特征。實(shí)驗(yàn)獲取了包括最高溫度、觸發(fā)時(shí)間、產(chǎn)氣成分、產(chǎn)氣量、爆炸風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)及噴射火擴(kuò)散面積等關(guān)鍵參數(shù)，全面剖析了不同SOH鋰離子電池的安全性能表現(xiàn)。上述研究成果將為提升電池在儲(chǔ)能場(chǎng)景及梯次利用過程中的安全性提供重要理論依據(jù)與技術(shù)支撐。
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