熱輻射觸發鋰離子電池熱失效行為及其射流熱特性

李涵 王炎 張西龍 王賀武 李亞倫 盧蘭光

摘 要： 實驗研究了輻射加熱器非接觸式觸發動力鋰離子電池熱失效過程中的溫度特性、質量損失、產熱行為變化等特性及其空間射流溫度與熱流分布特性。以50 Ah 的Li（Ni0.6Co0.2Mn0.2） O2 電池為對象，基于鋰離子電池燃燒實驗平臺進行。結果表明：電池熱失控實驗過程中發生了2 次噴發現象，電池表面最高溫度為489.2 °C ；最高溫升速率為27.7 K · s-1 ；最大質量損失速率為32.7 g · s-1 ；電池本體總產熱量為1.05 MJ ；環境最高溫度為705.3 °C ；煙氣總釋放熱為6.56 MJ · m-2 ；射流空間環境最高溫度比電池表面最高溫度高。這表明，高溫高速的易燃氣體會加劇熱失控危害的風險。本結果有助于電池失效初期預警、熱失控抑制、火災風險控制。

關鍵詞： 新能源汽車; 鋰離子電池；熱失控；熱輻射；射流熱特性；實驗研究

中圖分類號： TM 912 文獻標識碼： A DOI： 10.3969/j.issn.1674-8484.2024.01.009