硅基负极软包动力电池针刺热失控特性研究

摘要：

研究锂离子动力电池热失控特性,获取关键参数,对热失控预警、热失控扩散阻止以及热失控扩散防护设计具有重要意义.本工作利用以镍钴锰酸锂[Li(Ni0.8Mn0.1Co0.1)O2,NCM811]为正极活性物质,分别以硅基材料(SiOx/graphite)和石墨(graphite)为负极活性物质的25 A·h软包动力电池,开展了不同SOC(state of charge,荷电状态)针刺热失控特性研究,阐述了热失控过程现象与温度及电压的对应变化关系;通过钢针温度估算了不同SOC下单位容量热失控放热量,并对热失控喷射的火焰、喷射出去的高温固体物质等形式热传递进行分析.结果显示,在同等SOC时,硅基负极体系电池产生了更为剧烈的热失控.SOC为25％时,硅基负极体系电池在针刺过程中依然会发生剧烈的热失控,而石墨负极实验现象则较为温和.硅基负极体系电池荷电状态为100％、50％、25％时,电池周边都监测到持续一定时间的高风险温度,容易诱发临近电池产生热失控.电池针刺实验失重量随着SOC的增加而增加,100％SOC的硅基负极体系电池失重比例最高,达到了75.2％.

关键词：锂离子电池、硅基负极、针刺、热失控

所属期刊栏目：10

分类号：TM911

资助基金：国家自然科学基金;广东省重大科技专项-新能源汽车电池及动力系统

在线出版日期：2021-01-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：218-228