非均匀高倍率放电作用下锂离子电池释热机理及热失控预测

项目负责人：王青松副研究员

项目类别：国家自然科学基金面上项目

项目执行期：2012-2015

主持单位：中国科学技术大学

项目摘要：

热安全性仍是阻碍动力锂离子电池发展的主要瓶颈，是因为锂离子电池在高倍率放电过程中，会引起电池的升温蓄热，当热量积累到一定程度时，引起锂离子电池内部材料之间发生不可控化学反应，放出大量的热，最终导致电池热失控爆炸。本项目拟采用电池测试设备与量热仪联动的实验手段，研究钴酸锂和磷酸铁锂系列锂离子电池在非均匀高倍率放电情况下的瞬态产热机理，揭示锂离子电池随放电电流变化而变化的释热规律，建立耦合锂离子电池电化学过程的热模型。因锂离子电池爆炸是内热源非线性加热引起的热爆炸，故根据这一爆炸特性，通过合理假设，修正Semenov热爆炸预测模型，使其适用于预测锂离子电池在不同使用条件下发生热失控的临界温度。本项目的特色在于从量热学、传热学、电化学和热爆炸理论相耦合的角度，揭示锂离子电池发生热失控爆炸的动力学演化机制，为预防锂离子电池火灾爆炸事故提供新理论、新思路和新方法。