基于相变材料的锂离子电池热失控分级抑制

消防科学与技术 ›› 2020, Vol. 39 ›› Issue (4): 522-526.

基于相变材料的锂离子电池热失控分级抑制

周钰鑫，王志荣，郭品坤，杨赟，李立锋，郑如剑

（南京工业大学安全科学与工程学院，江苏南京 211816）

收稿日期:2019-11-23 出版日期:2020-04-15 发布日期:2020-04-15
作者简介:周钰鑫（1999-），女，吉林松原人，南京工业大学安全科学与工程学院本科生，主要从事锂离子电池热管理的研究，江苏省南京市浦口区浦珠南路30号，211816。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目（51874184）；江苏省重点研发计划（社会发展）资助项目（BE2016771）；江苏省高校自然科学研究重大项目（18KJA620003）；江苏省“六大人才高峰”创新人才团队项目（TD-XNYQC-002）

Grading inhibition of thermal runaway of lithium ion battery based on phase change materials

ZHOU Yu-xin， WANG Zhi-rong， GUO Pin-kun，YANG Yun， LI Li-feng， ZHENG Ru-jian

(School of Safety Science and Engineering,Nanjing Tech University,Jiangsu Nanjing 211816,China)

Received:2019-11-23 Online:2020-04-15 Published:2020-04-15

摘要/Abstract

摘要： 基于锂离子电池组高温热失控过程，分析电池热失控过程的热参数变化特征。针对50、100 ℃两个温度节点，采用石蜡-膨胀石墨-活性炭、聚乙二醇1500-甲基纤维素的两级相变材料，以弧形铝蜂巢板作为载体，提出一种基于相变材料的预防锂离子电池组高温热失控的分级抑制方法。常温常压条件下，以3节锂离子电池并联外短路放电对相变材料有效性进行测试，与未应用两级相变材料的电池组相比最大温差可达446 ℃，验证了两级相变材料的有效性。

关键词: 锂离子电池组, 热失控, 相变材料, 分级抑制

Abstract: Based on high temperature thermal runaway process of lithium ion battery pack, thermal parameters variation characteristics during the thermal runway were analyzed. Selecting the temperatures of 50 ℃ and 100 ℃, taking paraffin-expanded graphite-activated carbon and PEG1500-methyl cellulose as two levels of phase change materials(PCM), the grading inhibition method to prevent the high temperature thermal runaway of the lithium ion battery was put forward. Curved aluminum honeycomb board was used as the carrier. Under normal temperature and pressure, the effectiveness of phase change materials was tested by external short circuit of three lithium-ion batteries in parallel. The maximum temperature difference is 446 ℃ compared with the batteries without two-stage phase change materials. The validity of the two-stage phase change material is verified.

Key words: lithium-ion battery pack, thermal runaway, phase change materials, grading inhibition

周钰鑫, 王志荣, 郭品坤, 杨赟, 李立锋, 郑如剑. 基于相变材料的锂离子电池热失控分级抑制[J]. 消防科学与技术, 2020, 39(4): 522-526.

ZHOU Yu-xin, WANG Zhi-rong, GUO Pin-kun, YANG Yun, LI Li-feng, ZHENG Ru-jian. Grading inhibition of thermal runaway of lithium ion battery based on phase change materials[J]. Fire Science and Technology, 2020, 39(4): 522-526.

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