以21700型三元鋰離子電池為研究對象,選擇空氣、氮氣及水霧三種環(huán)境體系,在熱失控條件下對鋰離子電池表面溫度、逸散出的氣體濃度進(jìn)行在線監(jiān)測,探究不同環(huán)境體系下鋰離子電池之間的熱量傳遞與熱失控火災(zāi)擴展情況。結(jié)果表明:不同環(huán)境體系對鋰離子電池?zé)崾Э匦袨橛酗@著影響。惰性氣體環(huán)境不能有效抑制鋰離子電池?zé)崾Э氐陌l(fā)生,卻由于氧氣含量降低,使熱失控過程中二次燃燒階段缺失,降低其火災(zāi)擴展危險性,且熱失控的響應(yīng)時間延長。氮氣環(huán)境中產(chǎn)生的CO體積分?jǐn)?shù)峰值為2.049×10-3,分別是空氣與水霧環(huán)境中的154.6%和180.0%。水霧環(huán)境中,由于霧滴在正極處積聚,極易使泄壓閥工作效率下降,導(dǎo)致內(nèi)部壓力過高而發(fā)生更危險的爆炸。在鋰離子電池的運輸、儲存和應(yīng)用中,應(yīng)避免環(huán)境中濕度過大。可針對性置換環(huán)境氣氛或提高散熱能力,加強對鋰離子電池的安全防護(hù),防止熱失控行為的發(fā)生。 

【文章來源】：消防科學(xué)與技術(shù). 2020,39(08)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

實驗平臺示意圖

在水霧環(huán)境中，B1發(fā)生熱失控后存在二次燃燒階段并產(chǎn)生穩(wěn)定火焰。由于水霧均勻彌散于空間內(nèi)，火焰形態(tài)與前兩種環(huán)境下有所不同。霧滴進(jìn)入艙內(nèi)與高溫?zé)煔饨佑|后形成對流，火焰受到擾動，形狀發(fā)生變化。為燃燒更充分，火焰需擴大燃燒面積接觸更多氧氣，因此，火焰向上擴展，導(dǎo)致火焰變狹長且寬度變窄，如圖2(c）所示。2.2 實驗后鋰離子電池外形變化分析

如圖3所示，與全新鋰離子電池相比，實驗后電池外觀形貌發(fā)生很大變化，電池表面的藍(lán)色塑料包裝膜均已發(fā)生碳化變黑，鋼制外殼仍保持完整。在空氣與氮氣環(huán)境中，鋰離子電池發(fā)生熱失控時從正極噴射出大量物質(zhì)，將電池體內(nèi)較高壓力及時排出，電池表面沒有發(fā)生破裂，見圖3(b）、（c）。而在水霧環(huán)境中，鋰離子電池發(fā)生嚴(yán)重爆炸，將其內(nèi)部電芯物質(zhì)（大量銅箔、鋁箔）向外拋出，見圖3(d）。其原因是水霧環(huán)境中濕度較大，霧滴在安全閥處聚積，導(dǎo)致安全閥不能及時泄壓或泄壓效率下降，內(nèi)部壓力逐漸增加，最終引發(fā)鋰離子電池爆炸。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3285558