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NASA航天锂离子电池热失控分析

本文摘要:想到锂离子电池大伙儿也不生疏,大家彻底每日的日常生活都不可或缺锂离子电池的抵制,在大家点亮手机屏的一瞬间,更是来源于锂离子电池的能量驱动器液晶显示屏接到光量子,说明图象。伴随着电子产品的比较慢普及化,大家周边更为多的电子产品刚开始用以锂离子电池获得电力能源,手机上、笔记本电脑、ipad都用以锂离子电池做为储能技术开关电源,例如一下,如果我们周边围绕着多种类型的锂离子电池,大家最关注的是什么呢?

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想到锂离子电池大伙儿也不生疏,大家彻底每日的日常生活都不可或缺锂离子电池的抵制,在大家点亮手机屏的一瞬间,更是来源于锂离子电池的能量驱动器液晶显示屏接到光量子,说明图象。伴随着电子产品的比较慢普及化,大家周边更为多的电子产品刚开始用以锂离子电池获得电力能源,手机上、笔记本电脑、ipad都用以锂离子电池做为储能技术开关电源,例如一下,如果我们周边围绕着多种类型的锂离子电池,大家最关注的是什么呢?自然是安全系数,大家可想锂离子电池像一颗炸弹一样,随时随地威协着大家的性命和资产安全系数,特别是在你要不容易把这颗炸弹放进兜里里。

  国际性上,以SAFT为意味着的室内空间开关电源经销商,早就刚开始将锂离子电池在航空航天行业的规模性运用于,因为航空航天的独特性,室内空间开关电源对锂离子电池的安全系数和可信性具备苛刻的回绝,尤其是载人航天飞船行业,对开关电源可靠性指标和安全系数的回绝近乎苛刻。针对锂离子电池而言最相当严重的安全系数难题便是热失控,什么是热失控呢,比较简单的讲到便是电池的熔点速度远超散热风扇速度,导致很多的发热量在锂离子电池內部囤积,引起SEI膜,电池正极材料的转化成,锂电池电解液水解反应导致锂离子电池发生爆炸事故和发生爆炸事故,造成相当严重的安全系数难题。因而针对锂离子电池而言,热失控的原理科学研究就至关重要,尤其是针对载人航天飞船行业。

今日我就携带各位看下列美国国家航空航天局(NASA)针对锂离子电池热失控的原因和原理的调查报告。  现阶段还包含国际空间站的贮备能源供应和航天员的舱外活动装置等都应用了锂离子电池做为储能技术开关电源,针对载人航天飞船,NASA优先充分考虑的便是安全系数,如何防止锂离子电池热失控及其诱发热失控在电池中间的散播,保证 航天员的安全系数是NASA务必优先选择充分考虑的难题,因而NASA设计方案了一种规范加速量热法,进而科学研究锂离子电池的热失控反映,该方式能够精准的精确测量锂离子电池在热失控中所获释的发热量,为锂离子电池的热智能管理系统设计方案获得了最重要的根据。

  NASA选择了三种电池进行了精确测量,分别是美国波士顿BostonPowerSwing5300电池,三星18650-26F电池和Molicel的18650-J电池。随意选择着三种电池关键根据三种各有不同的室内空间运用于务必:1)智能机器人小助手R2的开关电源供货;2)EVA舱外主题活动消音器式充电电池电池;3)EMU舱外活动装置寿命长电池。

  锂离子电池在热失控的全过程中因为锂离子电池不容易向系统软件获释高溫冒出物和汽体,导致锂离子电池的净重扩大,因而传统式的加速量热法搜集电池自身温度的方式,并没法精准统计数据在热失控中锂离子电池的获释的发热量,因而NASA的技术工程师在锂离子电池的外界降低了一个密封性机壳,避免 了高溫汽体的泄露,并运用所述设备精确测量了具有50%和100%SOC情况的三种电池。  检测数据显示,电池的SOC情况与锂离子电池热失控具备密不可分的关联,SOC情况越高,热失控的而致温度就越较低,比如在100%SOC下,三种电池的热失控而致温度都会100℃上下,而50%SOC情况下,电池的热失控而致温度则要140℃上下。

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在100%SOC情况下,BP的5300电池的热失控最少温度要明显高过18650电池,这关键得益于5300电池应用了铝壳,能在较低的工作压力下就获释工作压力,断开温度的更进一步积累。比照三种电池在热失控全过程中所获释的能量能够寻找,因为BP5300电池的品质较小,100%SOC情况时需获释的能量超出98.8kJ,是别的二种18650电池的二倍。

科学研究还寻找锂离子电池在热失控中获释的能量要小于电池满格电情况下电池所存储的光电催化能量,比如BP5300电池100%SOC时存储的能量为69.5kJ,但在热失控中却释放出了98.8kJ的能量,这关键是在热失控情况下锂离子电池负级、负级,及其物质的量浓度盐和锂电池电解液中间再次出现的反映获释了很多的化学能,比如在18650电池中,不推算出来锂电池电解液起火的获释的能量,仅有转化成反映所获释的能量能够超出29-49kJ,而推算出来锂电池电解液起火所获释的能量,一只18650电池就可以获释119-178kJ的能量。为了更好地剖析这一数据信息,NASA的技术工程师设计方案了一个新的主要参数,?E=Eexperiment/Estore,既试验获释的能量与电池中所储存的光电催化能中间的比率,针对100%SOC的电池,这一值一半为1.0-1.6中间,50%SOC的电池,这一值一半在1.3-1.9中间,一种电池的?E值针对电池系统软件的热管理方法具有最重要的实际意义。  NASA技术工程师所设计方案的规范量热法必须更加精准的精确测量锂离子电池在热失控全过程中所获释的能量,科学研究数据显示锂离子电池的SOC情况与热失控的而致温度和获释的能量具有密切相关,SOC情况越高,热失控的而致温度就越较低,获释的能量就越大。

热失控主要参数?E息息相关了锂离子电池热失控获释的能量两者之间所存储能量的比率,对锂离子电池的热智能管理系统设计方案具有最重要的实际意义。  文中关键参考下列参考文献,文章内容仅有作为对涉及到科学作品的解读和评价,及其教学课堂和科研,不可做为商业行为。若有一切版权问题,要求随时随地与大家联络。

  Energydistributionsexhibitedduringthermalrunawayofcommerciallithiumionbatteriesusedforhumanspaceflightapplications,JournalofPowerSource,329(2016),SandeepYayathi,et.。


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