重庆理工大学林春景教授团队在《Process Safety and Environmental Protection》(IF:7.8)期刊发表题为《Analysis of spontaneous failure of lithium-ion battery under micromechanical deformation》论文。该研究由重庆理工大学汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室、重庆青山工业有限责任公司、中国汽车工程研究院股份有限公司等机构联合支持。
本研究聚焦微米机械变形下锂离子电池的自发失效与损伤问题,采用宏观与微观尺度表征方法,分析了NCA/石墨电池在机械变形下的损伤累积和热稳定性演变规律。其中,利用仰仪科技BAC-90A小型电池绝热量热仪对不同微观损伤程度的NCA/石墨电池进行了绝热热失控测试。
部分配图展示
本研究中BAC-90A的应用:
本研究采用BAC-90A小型电池绝热量热仪“HWS”模式,对不同压缩位移的电池进行绝热热失控测试,获取并对比了其自发热温度(T₁)、热失控起始温度(T₂)、热失控峰值温度(T₃)和热失控延迟时间(TTR)等关键参数,并采用阿伦尼乌斯方程式进行拟合,得出了热失控温度与温升速率的关系。
结果显示,压缩位移为4mm的电池比未压缩电池具有更好的热稳定性;而压缩位移为6mm和7mm的电池,其热稳定性显著降低,热失控延迟时间缩短。因此,轻微压缩对电池热稳定性具有积极影响。
部分研究成果展示
总结:
本研究通过揭示机械变形对NCA/石墨三元电池的影响,为设计和优化高性能、高安全性的锂离子电池奠定了坚实的理论基础。填补了机械变形条件下电池性能与内部损伤研究的空白,为电池失效机制提供了新的解释。此外,该研究结果具有广泛的应用价值,尤其在新能源汽车行业。随着电动汽车的普及,电池安全性和性能愈发重要,本研究揭示的损伤累积机制和改善方法,可帮助电池和汽车制造商优化产品设计,提升电池的耐久性和安全性,推动新能源汽车行业的快速发展。
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