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题名磷酸铁锂电池寿命初期与末期安全性差异
被引量：8
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作者
刘伯峥
王静波
曾涛
殷雅侠
郭玉国
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机构
中国科学院化学研究所
天津力神电池股份有限公司研发中心
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出处
《化工学报》
EI
CSCD
北大核心
2022年第12期5555-5563,共9页
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基金
国家重点研发计划项目(2019YFC1907800)
天津市科技计划项目(20YFYSGX00050)。
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文摘
相比新鲜电池,锂离子电池在全生命周期内的安全性研究更值得关注。以寿命初期(BOL)与寿命末期(EOL)两种状态下的大尺寸方型铝壳磷酸铁锂动力电池为研究对象,先分析了BOL和EOL电池在比热容、热导率、材料热稳定性以及直流内阻方面的差异,再详细对比了电池在过放电、过充电、外部短路、加热、针刺、挤压等安全性能的差异。结果表明,相比BOL电池,EOL电池比热容由1.088 J/(g·℃)降低为1.065 J/(g·℃);电池高度、宽度、厚度方向的热导率分别从25.84、21.21、1.05 W/(m·K)降低为22.20、18.44、1.00 W/(m·K);负极材料和电解液的放热峰向低温偏移,121℃附近出现固体电解质界面膜分解放热峰,嵌锂石墨层间化合物、电解液和黏结剂间的反应放热焓由1019 J/g减小为841 J/g。安全性方面,EOL电池过放电产气更多,厚度鼓胀大;过充电产气更多,防爆阀提前7%荷电态开启;外部短路电流无法熔断转接片,电池将持续放电至过放态,产气鼓胀严重;针刺无烟雾释放、防爆阀未开启,安全性大幅提升,加热引发热失控的温度差别不大,其他安全测试项差异较小。研究结果丰富了锂离子电池全生命周期内安全性能的研究,有助于电池单体、模组及系统热失控防护设计。
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关键词
磷酸铁锂
动力电池
安全
寿命初期
寿命末期
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Keywords
lithium iron phosphate
power battery
safety
beginning of life
end of life
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分类号
TM912.9
[电气工程—电力电子与电力传动]
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