【干貨】烈焰灼燒下的18650鋰電池是什么樣？

新能源汽車網(wǎng)訊 最近小編找到了去年美國(guó)馬里蘭大學(xué)消防工程系在“油管”上傳的一個(gè)視頻。這個(gè)視頻是來(lái)自于他們關(guān)于鋰離子電池安全的研究項(xiàng)目。

在高速攝像機(jī)的幫助下，可以看到一個(gè)18650圓柱鋰離子電池在承受火焰灼燒時(shí)的所發(fā)生的事情。實(shí)驗(yàn)視頻中鋰離子的被火焰加熱到600度以上的高溫時(shí)，電解液等可燃的電池內(nèi)部材料從安全閥噴出以及起火現(xiàn)象（見(jiàn)1‘01”的泄壓閥開(kāi)啟和6’08”的熱失控，為了增強(qiáng)效果，還特意配上了一段音樂(lè)：P）

當(dāng)一個(gè)鋰離子電池承受極端高溫（比如臨近起火點(diǎn)）時(shí)，其泄壓閥將會(huì)開(kāi)啟，有排出可燃?xì)怏w的可能，之后還會(huì)迅速自熱，同時(shí)噴出電芯內(nèi)部的極片等材料。前者通常是指安全閥啟動(dòng)，而后者則通常是指熱失控。兩階段現(xiàn)象如下圖所示：

為了給這兩種電池失效階段能量釋放速度以及釋放量的測(cè)量開(kāi)發(fā)出一套系統(tǒng)程序，馬里蘭大學(xué)的研究小組采用其實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的量熱設(shè)備(請(qǐng)見(jiàn)下方測(cè)試原理圖)，使用18650圓柱鋰離子電池進(jìn)行了高溫導(dǎo)致電池失效的實(shí)驗(yàn)。

電池的熱失效由一個(gè)電加熱器件引發(fā)，而電池的內(nèi)部能量釋放則由電池殼體的溫升以及電池質(zhì)量損失測(cè)定。為了同時(shí)測(cè)量從安全閥中噴出的燃燒火焰所產(chǎn)生的熱量，實(shí)驗(yàn)需要放置在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)錐形量熱儀里進(jìn)行，而氣體分析系統(tǒng)則用來(lái)監(jiān)控燃燒過(guò)程中氧氣消耗，氧氣消耗量可以之后換算為熱量釋放量。

下面圖表記錄了不同SOC下（100%SOC、0%SOC）電池內(nèi)部能量釋放（P_reaction）：

這些數(shù)據(jù)可以用于構(gòu)建電池失效的熱物理性能模型，可以使在電池失效之前預(yù)測(cè)電池行為成為可能。