大型磷酸铁锂电池高温热失控模拟研究
Energy Storage Science and Technology（2021）
Abstract
高温是触发锂离子电池热失控的最直接原因,因此研究锂离子电池在高温加热中的热失控特征及其内在机制至关重要.本文选取109 A·h大型磷酸铁锂电池为研究对象,在COMSOL Multiphysics中建立了6种不同温度下(140℃、145℃、150℃、155℃、160℃、165℃)的烘箱热失控模型,模拟分析了电池在高温加热条件下的热失控特征和温度分布.研究结果表明在140℃和145℃时电池未发生热失控,其他工况下电池均发生热失控,且环境温度越高,电池发生热失控的时间越早,温升速率加快.此外,通过对热失控各副反应分解浓度分析得知,未发生热失控情况下只发生了SEI膜和负极的分解反应,而正极与电解液的反应是造成电池热失控的主要诱因.最后通过对比发生热失控和未发生热失控情况下电池的温度分布,发现未发生热失控条件下电池温度分布均匀,而发生热失控时电池温度均匀性变差.同时发现高环境温度下电池的热失控更为剧烈,温度分布极不均匀,且在热失控前后温度分布变化较快,预计电池材料发生的不可逆分解反应是导致电池损坏的主要原因.
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thermal runaway simulation,lithium,temperatures,large-scale
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