10月7-8日,第三屆電池大會在京召開。中國科學院院士、清華大學教授歐陽明高團隊在對大容量動力電池進行了ARC試驗,闡明了電池熱失控的三個特征溫度和發(fā)生機理,并介紹了熱失控和熱蔓延的控制研究進展。
歐陽明高稱,經(jīng)過大量實驗研究,總結出了電池熱失控的三個特征溫度:自產熱起始溫度T1,熱失控引發(fā)溫度T2、熱失控溫度T3。其中,T2是關鍵的一個。他透露,通過對T2的探究,發(fā)現(xiàn)正極釋氧、負極析鋰、隔膜崩潰,這三個原因是終引發(fā)熱失控形成T2的主因。
內短路是引發(fā)熱失控的一大原因,其可控復現(xiàn)是一大難題。歐陽明高及其團隊發(fā)明了一種新的方法,用記憶合金植入電池,加熱到一定溫度,讓記憶合金的銳利的尖角翹起,觸發(fā)熱失控。從文獻和團隊的研究發(fā)現(xiàn),內短路主要有四種類型,有些可以立即引發(fā)熱失控,有些緩慢演變,有些可能不危險,有些在演變之后會很危險,還有一些內短路是一直緩變,還有一些內短路從緩變到突變,有各種各樣的類型。通過內短路檢測的算法以及一系列的工程方法等,可以提高電池管理系統(tǒng)管理的能力。
“沒有內短路照樣有熱失控”。歐陽明高說,正負極的物質交換,形成劇烈反應,也會引發(fā)的熱失控。為此,要基于數(shù)據(jù)庫對材料進行改進,主要是兩條,一個是正極材料的改進,一個是電解質。
“不僅僅是固態(tài)電解質,更多的是電解液的添加劑、高濃度電解質、新型電解質大有可為?!?br />
析鋰是影響電池生命周期性的主要因素。析出鋰會直接跟電解液發(fā)生劇烈反應,引發(fā)大量溫升,可以直接誘發(fā)熱失控。在析鋰研究時,歐陽明高及其團隊通過簡化的P2D模型,推導出不析鋰充電的曲線。通過與企業(yè)合作,無析鋰充電的實時控制目前也取得了很大進步。
在研究中,通過熱失控的蔓延測試,了解熱傳導的規(guī)律,進一步通過參數(shù)化模型進行熱蔓延抑制的精細設計?!半姵刂桓魺崾遣粔虻?,還要有散熱的設計。還有一些電池隔熱、散熱全部一起上才有可能做好?!睔W陽明高說。
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