过充截止电压对NCM523电池热安全的影响

摘要：

分别以4.40 V、4.60 V和4.80 V为截止电压,对LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2(NCM523)软包装锂离子电池进行过充实验,并通过外部热源辐射进行热失控触发.分析电池热失控的火焰现象、起始时间、峰值温度及热释放速率,探究热失控火灾危害性;结合电化学原理对过充老化电池热失控内部反应机制进行深入分析.截止电压由4.40 V升至4.80 V,锂离子电池的火焰峰值温度由336.2℃增加到482.9℃,热释放速率峰值由3.425 kW增加到8.588 kW,热失控起始时间由397 s提前到263 s;热失控火焰喷射更剧烈.这表明,高截止电压过充造成电池热稳定性下降,且电池具有更加强烈的热失控火灾危害性.容量损失、dQ/dU及电化学阻抗分析表明,电解质氧化分解、电解质与锂的反应、锂枝晶的生成、正负极活性材料的损失以及可燃气体的积累,是导致热安全性下降的主要原因.

关键词：锂离子电池、过充、热失控、电化学、老化、截止电压

所属期刊栏目：52

分类号：TM912.9

资助基金：四川省科技计划项目;四川省科技计划项目;民机火灾科学与安全工程四川省重点实验室项目;中国民用航空飞行学院面上项目;中国民用航空飞行学院研究生科研创新项目

在线出版日期：2022-09-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：428-432