高温对锂离子电池安全性有哪些影响?
来源:宝鄂实业
2019-05-27 09:43
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老化后的电池采用加速量热仪(ARC)对电池的热稳定性进行测试,测试主要分为三个步骤,首先是加热,ARC设备按照5℃的温度间隔进行升温,升高到某一温度后,进入到下一步:热平衡,这一过程大约持续30min,使得电池与环境达到热平衡,然后进入搜寻步骤,如果电池的升温速度超过0.05℃/min,则表明电池开始自发热模式,ARC启动绝热模式,如果电池的升温速度超过1℃/min,则表明电池进入到了热失控状态。
下图为表1所示的80℃高温老化后的电池在不同SoC状态的ARC测试结果,从下图a能够看到在0%SoC状态下,ARC测试中率先达到200℃的电池为C5,随后是C4和C3,然后是C2,最后是C1,表明在0%SoC状态下老化越严重的电池热稳定越差,同样我们在25%SoC状态下也观察到了这一现象,但是随着SoC进一步提高到50%、75%和100%后,热稳定性与电池的老化程度之间就没有明确的关系了。
高温老化对于锂离子电池安全性的影响
为了进一步分析老化程度对电池热稳定性的影响,作者绘制了温升速率曲线图,从下图a中能够看到对于电池C4和C5热失控开始温度(温升速率>1℃/min)为170℃,电池C1、C2和C3热失控开始温度为180℃;在25%SoC状态C1-C5电池的热失控开始温度基本都在180℃,在50%SoC状态下,C5电池热失控开始温度为160℃,而其他电池的热失控开始温度则为175℃;75%SoC状态下,C5电池的热失控考试温度为170℃,其他电池为160℃;100%SoC状态下所有电池的热失控开始温度都在150℃左右。
从这里不难看出,电池的SoC状态对于电池的热稳定性影响最大,随着电池SoC状态的提高,电池的热失控开始温度显著降低。电池老化程度对热失控温度的影响主要取决于电池的SoC状态,0%SoC状态下老化程度大的电池热稳定性较差,在75%SoC状态下老化程度较大的电池反而热稳定性较高。