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动力电池热失控安全防控的研究进展
青年日报 2020-02-23 次浏览
现在动力电池最重要的问题是安全，动力电池产业发展得非常好，前景非常广阔，因此我们必须要解决安全问题。动力电池安全的本质是电池热失控，有各种不同原因会导致安全事故发生，比如机械原因，电的原因等等。
为了解决动力电池安全问题，我们建立了清华大学电池安全实验室，开展了动力电池安全防控研究，目前有一系列合作项目，大多数国际大公司如奔驰、宝马、日产、三星SDI、SK等，以及国内骨干企业如CATL、BYD、力神、长安、广汽、北汽新能源等企业跟我们都有合作。在知识产权转移方面已经向国际著名企业许可专利，国内知识产权转移也正在进行中。清华大学电池安全实验室的基本热失控测试方法是，首先采用大型加热仪，实现大容量单体动力电池绝热热失控特性的定量测量。在此基础上，把大容量加速量热仪ARC测试，与差示扫描量热仪DSC测试结合进行耦合分析。此外，还结合扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、X射线光电子能谱、质谱仪等仪器，对电池材料的热响应行为进行原位或非原位的测试。
在此基础上提炼出了电池热失控的三个特征温度，自生热的起始温度T1和热失控的触发温度T2，以及热失控的最高温度T3。基于这些测试全面揭示了三种热失控触发机理：第一种是负极析活性锂，第二种是内短路，第三种正极释活性氧。基于这三种热失控机理，发展了动力电池热失控主动安全防控技术，包括电池充电析锂与快充控制、电池内短路与电池管理、单体电池热失控与热设计，在前面几种防控措施失效情况下，还有最后一关就是系统层面的防控，即电池系统热蔓延与热管理。