常見三元鋰電池熱失控過程分析

顧衛娟 黃文曉 楊云 張金專 金靜 王鑫玉

(1.海口市消防救援支隊 海口070100； 2.中國人民警察大學研究生院 河北廊坊 065000；3.中國人民警察大學偵查學院 河北廊坊 065000)

0 引言

三元鋰電池因其能量密度高、低溫性能好等優點，被越來越多的交通工具生產企業選擇作為其產品的動力源[1]。但是近年來，因三元鋰電池不合理使用造成熱失控引發的火災，對人民的生命和財產安全構成了極大威脅[2]。視頻分析技術在當今的火災調查工作中扮演著重要角色，其既能在非接觸火場的前提下進行痕跡勘驗，又能對火災過程等信息進行時空記錄[3-4]，越來越多的火災事故調查工作依靠視頻分析技術得以順利開展[5]。本文對常見的三元鋰電池通過加熱板高溫誘發熱失控，由攝像機記錄其熱失控過程，利用視頻分析結合其熱失控過程的熱流變化，研究不同類型三元鋰電池的熱失控過程特征規律，對于研究三元鋰電池火災的起火原因、起火過程等火災調查工作具有重要意義。

1 實驗過程

1.1 實驗材料與設備

根據三元鋰電池中鎳(Ni)、鈷(Co)和錳(Mn)的比例不同，選取商業化的4種常見類型三元鋰電池：NCM111、NCM523、NCM622、NCM811，鋰電池單體的尺寸為26.5 mm×91.6 mm×148.5 mm，電池單體的質量為844 g，每塊電池的SOC值為100%；加熱鋰電池的加熱板功率為700 W，三元鋰電池模組采用4塊鋰電池單體串聯組成。

1.2 實驗模型

將4塊同等型號規格的鋰離子電池用金屬框架固定在地面上，電池的右側緊貼加熱板，如圖1所示。為防止散熱的影響，在加熱板和金屬框架之間放置隔熱板，隔熱板的尺寸和電池的尺寸一致，具體實物如圖2所示。……