登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
1.2 实验平台及方案
电池安装在具有不同间隔距离(0 mm、1 mm、3 mm、5 mm)的电池支架中,电池组被固定在一个具有固定开口的实验舱中,在1号电池的侧面连接加热装置来主动触发第一节电池热失控,使用耐高温胶带将点型热电偶固定于各个电池的底部中心测温点,并在开口截面内的不同高度放置三对K型热电偶,以获得平均排气温度。热电偶的采样频率均为1次/s。实验平台示意如图1所示。
图1实验平台示意图
为了保持实验的一致性,实验通过给聚酰亚胺加热片外接直流稳压电源,将加热片功率调整为40 W,使实验过程中只有SOC及电池间距作为变量,通过数据记录仪实时记录实验过程中电池底部温度及电池组排气温度,实验工况如表2所示,为保证实验结果具有可重复性,每种实验工况均进行3次重复实验。
表2实验工况
2 结果与讨论
2.1 锂离子电池热失控传播过程分析
电池组的失控传播主要可以分为三个阶段,第一阶段为1号电池的加热阶段,在这一过程中,1号电池的表面温度在加热片的作用下稳定上升,模组中其他电池的表面温度也在此阶段缓慢上升;第二阶段为热失控的传播阶段,1号电池热失控后,产生大量的热量,当相邻电池从热失控电池获得足够热量后,会发生热失控的传播;第三阶段为熄灭阶段,电池组的热失控传播结束,释放的雾气变少、火焰逐渐减弱并最终熄灭。在电池的安全阀打开之后,电池温度开始稍微降低,然后继续增加,所以将电池温度导数首次降到零以下的时间定义为安全阀打开的起始时间,前几个电池经历热失控后,模组中的其余电池开始迅速地经历热失控,此时,单个电池的安全排气在电池温度趋势中变得难以区分,因为它们与热失控发生在同一时间,同时电池热失控过程中的喷射物会使周围电池温度突然升高而后降低,但此时电池还未热失控,本工作对热失控的开始时间定义为:在电池温度持续上升的过程中,温升速率首次大于18 K/s的前1 s,18 K/s是温度突然急剧上升的最小值。含有不同SOC电池模组的实验将1号电池作为引发后续电池热失控的热源,由接触电池底部中心测温点的热电偶测量得到实时的温度变化曲线及实验舱侧边的三只热电偶所求得的平均排气温度曲线,如图2所示。
图2不同SOC电池热失控过程温度对比
由图2可知,在主动触发第一节电池热失控之后,70%和100%SOC的电池模组均发生了热失控传播情况,而50%SOC的电池模组没有发生热失控传播。通过对锂离子电池在不同SOC状态下的热失控实验发现,当电池SOC小于50%时,电池因热滥用发生热失控时,仅产生气体,无火焰和爆炸,当SOC大于50%时,随着荷电状态的提高,负极嵌锂量增加,电池发生热失控时正极材料被氧化成高活性物质,电池热稳定性降低,电池内部材料发生剧烈飞溅,电池温度急剧升高,模组中电池在高SOC的状态下达到热失控所需要的热量更少,而释放的热量更多。100%和70%SOC电池组热失控后电池外形及排气对比见图3,荷电状态为70%的电池组热失控行为比较剧烈,部分安全阀出现破损,电池组热失控会产生大量的烟气。100%荷电状态的电池组热失控最为剧烈,安全阀随电池内部物质在热失控时喷出电池,电池组热失控产生大量的烟气,并且烟气发生了燃烧现象。
图3热失控后电池外形及排气对比
当电池组处于同一SOC时,不同的电池排列,热失控传播的方式也不相同,图4为不同排列下电池热失控过程温度对比。
图4不同排列下电池热失控过程温度对比
由图4可知,在主动触发第一节电池热失控之后,1 mm和5 mm的电池模组均发生了热失控传播情况,由于3 mm间距电池组没有达到触发热失控传播所需的温度,只有第一阶段。
2.2 SOC对热失控传播的影响
1号电池热失控温度、传播到第二节电池时间、热失控从第二层传播到第三层时间、电池组热失控最高温度、热失控传播结束时间如表3所示。
表3不同SOC电池组典型温度情况
由表3可知,在1号电池主动触发热失控后,100%SOC电池组中热失控传播至模组中最后一节电池的时间比70%SOC电池组的传播时间少204 s、100%SOC电池组热失控传播到第二节电池时间比70%SOC电池组少112 s、100%SOC电池组热失控从第二层传播到第三层时间比70%SOC电池组少8 s、100%SOC电池组热失控的最高温度比70%SOC电池组高165.66 ℃,而50%SOC电池组只有1号电池热失控,热失控并未在电池组内传播,在高温下,电极材料分解释放氧气,氧气进一步与电解质反应,导致大量的热量产生。在热失控过程中,高SOC电池会产生更多的氧气,引发更剧烈的反应和产热。表明随着模组中电池SOC的增加,电池热失控传播的速度将加快,电池组热失控所产生的温度也更高,锂电池热失控反应过程中向空气中释放气体的高温持续时间也不断增加,电池组热失控后释放烟气形成高温能量来源主要有2个:①电池自身内部可燃材料和电解液等剧烈反应产生的大量热量;②电池热失控后产生的热解气体及物质释放到大气环境中后发生二次燃烧反应释放出大量热量。而随着电池组中电池SOC的增加,电池组热失控排放的气体温度也更高。热失控在电池组内传播时,通常以层传层的形式传播,2、4号电池为第一层,3、5、7号电池为第二层,6、8号电池为第三层,9号电池为第四层,由图2及图4可知,热失控在每一层之间传递时,热失控在每一层的传递过程中都会使热量累积,导致热失控在每一层间的传播速度都会迅速增加。
2.3 横向间距对热失控传播的影响
在1号电池安全阀开启后,大量可燃气体在整个空间扩散,当电池处于热失控状态时,电池的高温表面火焰或高温颗粒将其点燃,导致气体爆炸。可燃气体剧烈反应,释放大量热量,并加热电池组。由于电池之间具有间隔,电池间的间距隔断了电池壳体间的热传导,只能通过热辐射和热对流来获得热量,电池间的热失控传播呈现出类似的变化趋势,热失控首先都会发生在与1号电池临近的两节电池之间,之后热失控会依次向下一层扩散,速度也将加快,直至整个电池组发生热失控。对于一个锂离子电池模组,有三种不同的传热相对位置:与热失控电池相邻的位置、热失控电池对角线位置和其他位置。对于对角线和相邻位置,电池通过导热、辐射、对流三种传热途径从热失控电池中获取热量。对于其他位置,电池仅通过导热和对流从热失控电池接收热量。由于5 mm间距电池组排列的特殊性,此处定义2、4、5号电池为第一层,3、6、7、8号电池作为第二层。不同横向间距电池组典型温度情况如表4所示。
表4不同横向间距电池组典型温度情况
由表4可知,在100%SOC条件下,方案3中电池组中热失控传播至模组中最后一节电池的时间比方案4中电池组的传播时间少173 s、热失控传播到第二节电池时间少169 s、方案3中电池组最高温度比方案4中电池组最高温度高112.88 ℃,方案3中电池组热失控从第二层传播到第三层时间比方案4快14 s,而方案5中电池组只有1号电池热失控,热失控并未在电池组内传播,表明随着模组中电池横向间距的增加,电池热失控传播的速度将减缓,电池组热失控所产生的温度也将降低。通过对比方案4、方案5和方案6中的电池排列和热失控传播情况可以得出,虽然方案6的电池组中最外层电池与内部电池有5 mm的间隔,但是在1号电池热失控之后,与其相邻的两节电池和对角线电池也相继发生了热失控,且热失控从第二层传播到第三层时间也更快,导致3、6、7、8号电池也可以获得足够的热量至热失控。
3 结论
本文基于外部加热条件下引发电池热失控实验研究了钴酸锂电池在不同SOC和不同排列条件下的热失控传播特性,研究结果表明:
(1)在相同外热功率的条件下,电池组中电池SOC直接影响其热失控的传播行为。随着模组中电池SOC的增加,电池热失控传播的速度更快,100%SOC电池组中热失控传播时间比70%SOC电池组热失控传播时间少204 s,100%SOC电池组热失控最高温度比70%SOC电池组热失控最高温度高出135.66 ℃,电池热失控反应过程中向空气中释放气体的高温持续时间也不断增加,但是当电池SOC低于50%时,热失控不会在电池模组中传播。
(2)在100%荷电状态下,电池横向间距越大,热失控传播速度越慢,0间隔的电池组热失控传播时间比1 mm间隔电池组的热失控传播时间少172 s,0间隔的电池组热失控最高温度比1 mm间隔电池组热失控最高温度高出112.88 ℃,当电池横向间距达到3 mm时,热失控不会在电池间传播。
(3)电池热失控的传播概率与热量积累有关,切断或降低第一节热失控电池对其他电池的影响,可以有效抑制热失控的传播。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
作者:周洪1,2(),俞海龙3,王丽平4,黄学杰3()单位:1.中国科学院武汉文献情报中心;2.中国科学院大学经济与管理学院信息资源管理系;3.中国科学院物理研究所;4.电子科技大学材料与能源学院引用:周洪,俞海龙,王丽平,等.基于BERTopic主题模型的锂电池前沿监测及主题分析研究[J].储能科学与技术,2025,14(
作者:张文婧肖伟伊亚辉钱利勤单位:长江大学机械工程学院引用:张文婧,肖伟,伊亚辉,等.锂离子电池安全改性策略研究进展[J].储能科学与技术,2025,14(1):104-123.DOI:10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0579本文亮点:1.根据锂离子电池热失控机制,总结了在电池部件集流体上最具有创新性的改进方法:将集
北极星固废网获悉,3月4日,为推动再生资源循环利用,规范锂离子电池用再生黑粉原料、再生钢铁原料的进口管理,生态环境部研究制定锂离子电池用再生黑粉原料进口管理要求,并对《关于规范再生钢铁原料进口管理有关事项的公告》(公告2020年第78号)进行修订,形成《关于规范锂离子电池用再生黑粉原料、
作者:刘通1,3杨瑰婷1毕辉4梅悦旎1刘硕1宫勇吉3罗文雷2单位:1.空间电源全国重点实验室,上海空间电源研究所;2.军事科学院国防科技创新研究院;3.北京航空航天大学材料科学与工程学院;4.中国科学院上海硅酸盐研究所引用:刘通,杨瑰婷,毕辉,等.高能量密度与高功率密度兼顾型锂离子电池研究现状与展望[
近日,研究机构EVTank联合伊维经济研究院共同发布了《中国锂离子电池回收拆解与梯次利用行业发展白皮书(2025年)》。EVTank数据显示,2024年中国废旧锂离子电池实际回收量为65.4万吨,同比仅增长5.0%,其中回收的磷酸铁锂电池及废料达到40.0万吨,占比继续提升至61.2%,三元锂电池及废料为24.3万吨,
北极星储能网获悉,3月4日,生态环境部公开征求关于规范锂离子电池用再生黑粉原料、再生钢铁原料进口管理有关事项的意见。其中提出,符合要求的锂离子电池用再生黑粉原料不属于固体废物,可自由进口。
作者:梅悦旎,屈雯洁,程广玉,向永贵,陆海燕,邵晓丹,张益明,王可单位:空间电源全国重点实验室,上海空间电源研究所引用本文:梅悦旎,屈雯洁,程广玉,等.锂离子电池正极补锂技术研究进展[J].储能科学与技术,2025,14(1):77-89.DOI:10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0767本文亮点:1、本文对当前主流的正极
北极星储能网获悉,3月1日,福鼎时代锂离子电池生产基地5号超级工厂项目正式封顶,该项目以4个月零10天的建设时间,刷新了宁德时代土建阶段的最快建设速度。据了解,福鼎时代锂离子电池生产基地是宁德时代全球布局中的最大单体项目,总投资220亿,福鼎时代5号超级工厂项目厂房单体建筑面积达23万平方米
北极星储能网获悉,2月27日,工信部发布2024年全国锂离子电池行业运行情况。2024年,我国锂离子电池(下称“锂电池”)产业延续增长态势。根据锂电池行业规范公告企业信息和行业协会测算,全国锂电池总产量1170GWh,同比增长24%。行业总产值超过1.2万亿元。电池环节,1–12月消费型、储能型和动力型锂
2月20日下午,中国消防协会在京举行《数据中心锂离子电池消防安全白皮书》发布仪式暨数据中心锂离子电池安全应用技术论坛,正式发布《数据中心锂离子电池消防安全白皮书》。中国消防协会李引擎副会长宣布白皮书正式发布,中国消防协会副会长兼秘书长曹忙根、华为数字能源技术有限公司副总裁方良周分别
根据行业标准制修订计划,相关标准化技术组织已完成《锂离子电池正极材料单位产品能源消耗技术要求》等4项行业标准的制修订工作。在以上标准批准发布之前,为进一步听取社会各界意见,现予以公示,截止日期2025年3月14日。标准编号:SJ/T12001-2025标准名称:锂离子电池正极材料单位产品能源消耗技术要
作者:张文婧肖伟伊亚辉钱利勤单位:长江大学机械工程学院引用:张文婧,肖伟,伊亚辉,等.锂离子电池安全改性策略研究进展[J].储能科学与技术,2025,14(1):104-123.DOI:10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0579本文亮点:1.根据锂离子电池热失控机制,总结了在电池部件集流体上最具有创新性的改进方法:将集
2025年3月4日,由北极星储能网主办的2025年中国储能技术创新应用研讨会在浙江杭州盛大举行。在同期举办的2025年“北极星杯”储能影响力企业评选中,赛科检测凭借在储能与动力电池安全领域的技术深耕与创新服务能力,荣膺“储能影响力配套供应商”奖项。覆盖储能与动力电池全生命周期服务作为国内领先的
2025年全国两会召开之际,全国人大代表、泰和新材集团股份有限公司董事长宋西全带来了两项提案:一是“关于加快推动电池材料升级,提高电池安全性能,助力新能源产业健康高质量发展的建议”;二是“关于重视公共场所高层建筑应急逃生装备配备,保护人民生命安全的建议”。针对新能源汽车火灾事件频发问
北极星储能网讯:2月27日,全球领先的电池科技公司远景动力(AESC)获得中国首张GB44240-2024《电能存储系统用锂蓄电池和电池组安全要求》认证证书,成为国内首家通过储能用锂电池安全强制性国家标准的企业。该证书由权威第三方认证机构北京鉴衡认证中心(CGC)颁发,远景动力可靠性及验证中心负责人喻
北极星储能网获悉,2月27日,全球领先的电池科技公司远景动力(AESC)获得中国首张GB44240-2024《电能存储系统用锂蓄电池和电池组安全要求》认证证书,成为国内首家通过储能用锂电池安全强制性国家标准的企业。该证书由权威第三方认证机构北京鉴衡认证中心(CGC)颁发,远景动力可靠性及验证中心负责人
科士达电池连续11年蝉联中国UPS配套铅酸蓄电池销售额本土品牌第一,以其卓越的表现,赢得了众多行业用户的信赖与赞誉。今天让我带大家深入探索科士达电池的五大优秀基因,感受它如何以超凡的耐用性和稳定性,为各类应用场景提供持久稳定的动力支持。全自研自产科士达深耕先进制造领域三十余载,构建了
北极星储能网获悉,2月24日,交通运输部发布《交通运输老旧营运船舶报废更新补贴政策有关适用问题通知》。明确申请拆解补贴对象为机动船,是指具有机械动力的船舶,不包括快艇、排筏等艇筏和无动力的驳船、人力船、风帆船等。申请新建船舶补贴对象为燃油动力(含生物柴油动力)船舶和新能源清洁能源动
上海海思#x2B;力高新能nbsp;强强联合2月18日,上海海思AP2711BMSAFE芯片在新能源车高质量发展浪潮的背景下诞生(同步量产配套的AP2710通信桥片)。力高新能作为车规级BMS领域的领先企业,国内BMS出货量连续多年稳居第一,并在海外TOP级车企和主机厂持续取得突破性进展。凭借卓越的产品品质和深厚的行业
北极星储能网获悉。2月11日。交通运输行业标准《船舶载运锂电池安全技术要求》(2025年第2批)发布,标准编号为JT/T1543—2025,为推荐性标准,自2025年5月1日起实施。其中规定了船舶载运锂电池的分类和编号,锂电池的要求,以及锂电池的包装和货物运输组件、托运、装卸、承运和应急等安全技术要求。适
北极星储能网获悉,1月22日,商务部等5部门以办公厅(室)名义联合印发了《关于做好2025年度电动自行车以旧换新工作的通知》。对个人消费者交售报废老旧电动自行车并换购合格新车的,给予以旧换新补贴。交售报废老旧锂离子蓄电池电动自行车并换购铅酸蓄电池电动自行车的,可适当加大补贴力度。鼓励享受
提起“小电驴”,大家都不陌生。数据显示,我国全社会电动自行车保有量已超3.5亿辆。电动自行车与人们出行生活息息相关,它的安全性事关每个家庭。记者13日从工业和信息化部获悉,新版《电动自行车安全技术规范》已于近日发布,将于2025年9月1日起实施。和旧版标准相比,新标准在安全方面要求更加严格
作者:张文婧肖伟伊亚辉钱利勤单位:长江大学机械工程学院引用:张文婧,肖伟,伊亚辉,等.锂离子电池安全改性策略研究进展[J].储能科学与技术,2025,14(1):104-123.DOI:10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0579本文亮点:1.根据锂离子电池热失控机制,总结了在电池部件集流体上最具有创新性的改进方法:将集
文丨北京城市管理委员会北极星储能网讯:3月12日,北京市地方标准《电力储能系统建设运行规范》公开征求意见,该文件于2021年首次发布,本次为第一次修订。本文件由北京市城市管理委员会提出并归口,由北京市城市管理委员会组织实施。规定了电力储能系统的设计、施工、验收、运行维护及退役和应急处置
北极星储能网讯:3月10日,由应急管理部天津消防研究所等单位承担的推荐性行业标准《电化学储能系统火灾抑制试验方法》公开征求意见。本标准适用于额定容量不小于100kWh的预制舱式磷酸铁锂电池储能系统火灾抑制试验方法。额定容量小于100kWh的电池储能系统可参照执行。本标准不适用于三元体系的锂离子
北极星储能网讯:据韩国全罗南消防局3月9日消息,当天下午2点07分,接到报告称,位于康津洞的光伏储能设施发生火灾。消防部门启动了第一阶段的响应,动员了18辆消防车和43名人员灭火。主要火势已得到控制,其余火势正在被扑灭。一名消防员因肩部和背部烧伤被送往医院,无生命危险。经确定,500多平方米
为进一步提升我市电化学储能项目安全监管工作水平,2月27日至28日,珠海市发展和改革局党组成员、副局长黄碧青同志带领能源安全监管科相关负责同志、市能源安全专家、市应急安全协会负责人赴广州市发展改革委、佛山市发展改革局及南方电网储能公司开展专题调研,重点调研学习了电化学储能安全监管机制
2025年2月9日,国家发改委联合国家能源局正式取消了持续8年的新能源配储强制要求,上网电量全面进入电力市场。政策解绑后,风光电站初始投资成本将显著降低,伴随2025年煤碳达峰的时间节点,新增用能需求会大幅依赖新能源装机实现,叠加近年来绿电装机快速增长现状,增量项目将对电网产生巨量冲击。新
3月4日,中电联公布了国家电化学储能电站安全监测信息平台业务专家名单,共有106为专家。其中不仅包含国家电网、南方电网、大唐、三峡、国家能源集团等电力单位的专家,也有来自科华数能、海博思创、海辰储能、宁德时代等企业代表。
北极星储能网获悉,近日,奥地利一位34岁男子在网上购买了特斯拉圆柱电池,为了储存屋顶光伏的发电想要自制储能系统。报道称,该男子将电池单元组合在约30X50厘米的板上,由于电池无法成功运行,他将其暂时放在了屋内客厅,随后开始吸烟。当天14点30分左右,电池突然冒烟,他试图举起冒烟的电池跑出客
北极星储能网获悉,3月3日,温州市住建局公开征求《温州市用户侧电化学储能电站消防技术导则(征求意见稿)》意见。本导则适用于温州市新建、改建或者扩建的额定功率为500kW且额定能量为500kW·h及以上的用户侧固定式电化学储能电站。当电化学储能电站充电功率和放电功率不一致时,以额定放电功率为准
北极星电力网、北极星储能网2025年3月4-5日于浙江杭州举办“2025年中国储能技术创新应用研讨会”。会上,华能清洁能源研究院华清储创研发部主任韦宇作了题为《电化学储能电站安全风险与火灾预警》的报告。华能清洁能源研究院华清储创研发部主任韦宇华能清洁能源研究院华清储创研发部主任韦宇表示,在“
北极星储能网讯:2023年4月22日17时56分,甘肃省民勤县某磷酸铁锂储能电站发生火灾,造成站内1个储能电池舱烧损,直接经济损失约410万元。此后,武威市消防救援支队在《中国设备工程》发表《一起储能电站火灾事故的分析与研究》(以下简称《事故分析》),披露了本次事故的详细信息。图1:电站火灾现场
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!