手機(jī)版
化工儀器網(wǎng)手機(jī)版
化工儀器網(wǎng)小程序
官方微信
公眾號(hào)：chem17
掃碼關(guān)注視頻號(hào)
電池安全性能測(cè)試與熱失控失效機(jī)制解析
隨著便攜式電子設(shè)備及電動(dòng)汽車(chē)的迅猛發(fā)展，鋰離子電池已成為重要的能量存儲(chǔ)裝置之一。盡管它們有許多優(yōu)點(diǎn)，但安全性問(wèn)題依然是一個(gè)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。當(dāng)電池發(fā)生內(nèi)部短路、過(guò)充或物理?yè)p傷等情況時(shí)，可能會(huì)引發(fā)熱失控反應(yīng)，導(dǎo)致火災(zāi)甚至爆炸。
鋰離子電池因其高能量密度和長(zhǎng)循環(huán)壽命在眾多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。然而，電池的安全問(wèn)題尤其是熱失控事件限制了其發(fā)展。本文將介紹電池安全性能的測(cè)試方法，并深入探討熱失控的失效機(jī)制。
電池安全性能測(cè)試
實(shí)驗(yàn)方法：
1.循環(huán)性能測(cè)試：通過(guò)連續(xù)充放電循環(huán)來(lái)評(píng)估電池的穩(wěn)定性和壽命。
2.過(guò)充電測(cè)試：模擬電池充電過(guò)程中超出其額定電壓的情況，觀察電池的反應(yīng)。
3.短路測(cè)試：模擬電池內(nèi)部或外部短路情況，記錄溫度和電壓的變化。
4.針刺測(cè)試：使用金屬針穿透電池殼體，觸發(fā)內(nèi)部短路以測(cè)試其在極端條件下的安全性能。
5.熱沖擊測(cè)試：將電池置于高溫環(huán)境中，監(jiān)測(cè)其熱穩(wěn)定性和可能的熱失控現(xiàn)象。
分析方法：
1.利用熱成像技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控電池表面溫度分布情況。
2.通過(guò)電壓和電流傳感器記錄充放電過(guò)程中的電參數(shù)變化。
3.采用氣體色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（GC-MS）和差示掃描量熱法（DSC）分析電池故障產(chǎn)生的氣體組分和反應(yīng)熱動(dòng)力學(xué)特性。
熱失控失效機(jī)制解析
熱失控定義：熱失控是指電池內(nèi)部的放熱反應(yīng)與散熱失衡，導(dǎo)致溫度不斷升高，最終引起電池結(jié)構(gòu)和功能的不可逆損壞。
失效機(jī)制：
1.SEI膜分解：在達(dá)到一定溫度時(shí)，固體電解質(zhì)界面(SEI)膜開(kāi)始分解，釋放熱量和可燃?xì)怏w。
2.電解液反應(yīng)：高溫下電解液可與嵌鋰負(fù)極或正極材料反應(yīng)，進(jìn)一步增加內(nèi)熱。
3.正極材料結(jié)構(gòu)破壞：過(guò)熱情況下，正極材料結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，可能釋放出氧氣，加劇熱失控反應(yīng)。
4.隔膜熔化：溫度持續(xù)上升會(huì)導(dǎo)致隔膜材料的熔化，造成內(nèi)部短路，加速熱失控的發(fā)生。
影響因素：
1.電池設(shè)計(jì)（包括材料選擇、電極結(jié)構(gòu)和隔膜類(lèi)型）
2.制造工藝質(zhì)量
3.運(yùn)行環(huán)境（如溫度、過(guò)充或者過(guò)度放電）
4.使用歷史（如機(jī)械損傷或前期循環(huán)過(guò)程中的微小缺陷累積）
通過(guò)安全性能測(cè)試可以有效識(shí)別電池在極端條件下的行為表現(xiàn)，為電池的設(shè)計(jì)改進(jìn)和使用提供指導(dǎo)。未來(lái)的研究需要關(guān)注更加先進(jìn)的測(cè)試方法和安全防護(hù)技術(shù)，以進(jìn)一步提高鋰離子電池在各種應(yīng)用中的安全性。
相關(guān)產(chǎn)品
免責(zé)聲明
- 凡本網(wǎng)注明“來(lái)源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來(lái)源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
- 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來(lái)源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)，不承擔(dān)此類(lèi)作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí)，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來(lái)源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
- 如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問(wèn)題，請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
采購(gòu)中心