硅基负极软包动力电池针刺热失控特性研究

作者：许辉勇; 李远宏; 张志萍; 范亚飞^*; 胡仁宗^*

来源：储能科学与技术, 2021, 10(01): 218-228.

DOI：10.19799/j.cnki.2095-4239.2020.0269

• 锂离子电池
• 硅基负极
• 针刺
• 热失控

研究锂离子动力电池热失控特性,获取关键参数,对热失控预警、热失控扩散阻止以及热失控扩散防护设计具有重要意义。本工作利用以镍钴锰酸锂[Li(Ni0.8Mn0.1Co0.1)O2,NCM811]为正极活性物质,分别以硅基材料(SiOx/graphite)和石墨(graphite)为负极活性物质的25 A·h软包动力电池,开展了不同SOC(state of charge,荷电状态)针刺热失控特性研究,阐述了热失控过程现象与温度及电压的对应变化关系;通过钢针温度估算了不同SOC下单位容量热失控放热量,并对热失控喷射的火焰、喷射出去的高温固体物质等形式热传递进行分析。结果显示,在同等SOC时,硅基负极体系电池产生了更为剧烈的热失控。SOC为25%时,硅基负极体系电池在针刺过程中依然会发生剧烈的热失控,而石墨负极实验现象则较为温和。硅基负极体系电池荷电状态为100%、50%、25%时,电池周边都监测到持续一定时间的高风险温度,容易诱发临近电池产生热失控。电池针刺实验失重量随着SOC的增加而增加,100%SOC的硅基负极体系电池失重比例最高,达到了75.2%。

• 出版日期2021
• 单位华南理工大学; 深圳普瑞赛思检测技术有限公司