180Ah三元半固態(tài)鋰電池?zé)崾Э赝τ写?/h1>

更新時間：2026-04-15  |  點擊率：273

前言

當(dāng)前，大容量半固態(tài)鋰離子電池憑借高能量密度優(yōu)勢，被認(rèn)為是破解電動汽車?yán)m(xù)航里程進(jìn)一步提升難題的有效解決方案，因而成為電動汽車gao端領(lǐng)域的核心候選電源，其大容量特性雖提升了續(xù)航與儲能能力，但也導(dǎo)致熱失控時能量集中釋放，產(chǎn)氣行為與傳統(tǒng)液態(tài)電解質(zhì)電池存在顯著差異。目前行業(yè)對大容量半固態(tài)電池?zé)崾Э剡^程中的產(chǎn)氣量、產(chǎn)氣速率變化規(guī)律認(rèn)知不足，缺乏系統(tǒng)的測試數(shù)據(jù)支撐，難以精準(zhǔn)評估熱失控過程釋放的能量和產(chǎn)氣行為帶來的壓力沖擊、燃爆風(fēng)險，這一短板制約了其規(guī)模化安全應(yīng)用，因此針對大容量半固態(tài)電池進(jìn)行熱失控產(chǎn)氣測試，對于認(rèn)知大容量半固態(tài)電池?zé)崾Э剡^程動力學(xué)和熱力學(xué)行為，填補(bǔ)半固態(tài)電池領(lǐng)域技術(shù)空白、破解應(yīng)用瓶頸，具有十分重要的意義。

本案例使用仰儀科技BAC-800B密閉型電池絕熱量熱儀對180Ah三元六系半固態(tài)電池進(jìn)行熱失控產(chǎn)氣測試，準(zhǔn)確獲取電池?zé)崾Э剡^程中的樣品溫升速率、自發(fā)熱起始溫度、熱失控起始溫度、熱失控最高溫度和熱孕育時間等關(guān)鍵特征參數(shù)，精準(zhǔn)分析大容量半固態(tài)電池?zé)崾Э貢r的產(chǎn)氣量與產(chǎn)氣速率，揭示大容量半固態(tài)電池?zé)崾Э禺a(chǎn)氣擴(kuò)散的速度，為電芯封裝優(yōu)化、防爆泄壓結(jié)構(gòu)設(shè)計、熱管理系統(tǒng)升級提供核心數(shù)據(jù)支撐，同時為行業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)制定提供實測依據(jù)，降低規(guī)模化應(yīng)用風(fēng)險，推動大容量半固態(tài)電池在gao端場景安全落地，zui大程度發(fā)揮其高能量密度的商業(yè)優(yōu)勢。

圖1 BAC-800B大型電池絕熱量熱儀

實驗方案

本次實驗利用BAC-800B電池絕熱量熱儀測試180Ah三元六系半固態(tài)鋰離子電池絕熱熱失控產(chǎn)氣。在電池表面布置N型熱電偶進(jìn)行測溫，利用金屬肋條將熱電偶固定，確保測試過程中樣品熱電偶始終與電池保持緊密連接。搭配高頻壓力傳感器采集量熱腔內(nèi)壓力數(shù)據(jù)，實現(xiàn)電池測試過程中電壓、溫度、壓力等多維度監(jiān)控及分析。

測試結(jié)果

圖2 180Ah三元六系半固態(tài)電池?zé)崾Э?/span>(a)溫度&電壓-時間曲線、(b)溫升速率&壓升速率-溫度曲線和(c)附加熱電偶溫度&壓力-時間曲線

如圖2所示，電池在86.52℃下的自放熱溫升速率達(dá)到了0.02℃/min的T_onset檢測閾值，隨后在185.19℃達(dá)到熱失控起始溫度T_TR (溫升速率60℃/min)，電池發(fā)生熱失控，隨后溫度快速升高至>1300℃（N型熱電偶熔斷），附加熱電偶最高溫為815.86℃（TC8#）。電池從熱失控起始溫度（即熱失控開始）到達(dá)到最高溫度（即熱失控結(jié)束）持續(xù)時間不到3s，最大溫升速率(dT/dt)_max達(dá)到32464.08℃/min。

圖3 三元六系半固態(tài)電池?zé)崾Э?a)產(chǎn)氣量曲線及(b)產(chǎn)氣速率曲線

圖2的溫度數(shù)據(jù)及圖3的產(chǎn)氣速率、產(chǎn)氣量數(shù)據(jù)表明，該大容量半固態(tài)電池?zé)崾Э剡^程十分劇烈，在不到3s的熱失控過程中，溫度上升超過1300℃，且釋放出大量氣體，電池單位容量產(chǎn)氣量達(dá)2.46L/Ah，最大產(chǎn)氣速率達(dá)14943.51L/min，容器內(nèi)最大壓升速率達(dá)5.25MPa/min。這表明該鋰離子電池?zé)崾Э剡^程中短時間內(nèi)能量急劇釋放，表現(xiàn)出燃爆過程ji強(qiáng)的沖擊力。

180Ah三元半固態(tài)鋰電池?zé)崾Э匾曨l

結(jié)合該電池?zé)崾Э匾曨l，以上數(shù)據(jù)與實驗現(xiàn)象均直觀地反映了大容量半固態(tài)鋰離子電池?zé)崾Э氐膭×页潭扰c嚴(yán)重后果。通過上述量化數(shù)據(jù)和指標(biāo)，可有效幫助研究人員不斷提升半固態(tài)鋰離子電池的安全防護(hù)邊界和熱管理水平。

總結(jié)

通過本次實驗，使用仰儀科技BAC-800B絕熱量熱儀進(jìn)行大容量半固態(tài)鋰離子電池?zé)崾Э販y試，展示了大容量半固態(tài)鋰離子電池?zé)崾Э氐膭×页潭龋瑸樘嵘牍虘B(tài)鋰離子電池研究水平提供強(qiáng)有力數(shù)據(jù)支撐，同時也再次證明儀器可靠的耐壓、抗爆性能和廣泛的應(yīng)用范圍。

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