磷酸铁锂电池模组过充热失控特性及细水雾灭火效果

磷酸铁锂电池模组的热失控及灭火是大规模应用急需解决的问题。文中分别以单个磷酸铁锂电池模组和簇级磷酸铁锂电池模组为试验对象,在恒流过充方式下研究单个磷酸铁锂电池模组与簇级磷酸铁锂电池模组的热失控特性,并使用细水雾作为灭火剂,研究细水雾对磷酸铁锂电池模组的灭火效果。试验结果显示:簇级磷酸铁锂电池模组燃烧后温度急剧上升,18 s内温升速率达42.74℃/s,温度峰值近1000℃,明显高于单个模组的峰值温度(600℃);细水雾持续喷洒100 s后,2组试验模组温度迅速降低,明火完全扑灭无复燃,灭火效果极佳。试验结果可为磷酸铁锂储能电站的安全和消防提供有效的理论与试验支撑。     

不同倍率下磷酸铁锂电池模组过充热失控特性研究

随着电化学储能技术在电力系统中的广泛应用,电化学储能技术的安全性越来越受到重视。文中以储能用磷酸铁锂电池模组(8.8 kW·h, 25.6 V,344 A·h)为研究对象,进行3次不同倍率(0.4C,0.5C,1C)的恒流过充试验,研究其在不同充电倍率条件下的过充热失控特性,并辅以starccm+软件进行热场仿真计算。结果表明,电池模组在额定充电倍率0.5C(172 A)和1C(344 A)下持续过充会发生起火,起火时间随着充电倍率增加而减少;充电倍率对磷酸铁锂电池模组过充行为特性影响较大,随着充电倍率的增加,热失控最高温度和峰值电压升高,过充测试时间随着充电倍率的升高而降低;不同充电倍率条件下,电池安全阀首次打开时的电压均为1.7倍额定电压,可以进一步研究以作为电池热失控预警参数。文中研究成果可为规模化储能用磷酸铁锂电池的安全性研究和电池管理系统(BMS)对过充故障的安全管理提供参考。     

磷酸铁锂电池循环老化后不同SOC状态热特性研究

利用加速量热仪(ARC)对经过1 C充放电循环100次后的18650型磷酸铁锂电池在不同SOC绝热条件的热特性进行研究,并对ARC实验后的电池进行解剖分析.结果表明:磷酸铁锂电池在10％SOC和50％SOC状态下升温至159℃泄压阀破裂降温,而后电池不再升温,未发生热失控;在100％SOC状态下159℃左右短暂降温,然...     

不同荷电状态锂电池模组热扩散特性的研究

随着动力锂电池技术的快速发展,电池比能量得以不断提升。然而外部滥用条件可能会引发电池热失控,释放更多的能量,产生更大的破坏力。以不同荷电状态的某三元锂电池模组为研究对象,对其进行挤压触发的热扩散试验。通过对各试验组样品第1颗电芯失效时的热失控表现、最大挤压力、最高温度等关键参数进行分析和比对,发现荷电状态的高低对锂电池模组热扩散行为有显著影响。在高荷电状态下,模组受挤压时靠近挤压点的电芯会先发生剧烈的热失控,进而导致相邻电芯依次热失控。在低荷电状态下,靠近挤压点的电芯不会发生剧烈的燃烧、爆炸现象,也不会影响相邻电芯造成热扩散。文中的研究成果可以为该型三元锂电池在运输、存储过程中安全荷电状态限值的确定提供参考。     

废旧磷酸铁锂电池回收研究进展

磷酸铁锂电池是国家大力推行的动力电池发展方向。其制备工艺已日趋完善,产量和应用量逐年升高。针对巨大产量之后的废旧磷酸铁锂电池回收现状做了调查,对其回收量、回收技术、回收效益等方面做了分析,以期对磷酸铁锂电池回收产业发展提供依据。     

变电站磷酸铁锂电池的消防安全技术研究进展

磷酸铁锂电池具有循环寿命长、倍率性能优异、温度特性良好、绿色环保等优势,有望取代铅酸电池成为变电站直流系统的主流选择.但是,磷酸铁锂电池仍难以实现本质安全,在滥用条件下可能发生热失控并引起燃烧、爆炸等火灾事故,不利于变电站的可靠运行.对磷酸铁锂电池的燃烧机理、热失控的诱因和消除策略、安全预警和消防灭火的研究进展进行了综...     

化学储能电站消防安全风险分析

在整理化学储能电站相关事故案例的基础上,简述了锂电池热失控原因,归纳了当前化学储能电站消防系统存在的不足和存在的消防安全风险,并比较分析储能电池站主流消防技术,针对性地提出储能电站消防安全提升措施.     

磷酸铁锂电池应用展望

2020年以来,磷酸铁锂电池市场开始回暖并进入了新的增长周期.特斯拉搭载磷酸铁锂电池迅速拉动了磷酸铁锂市场.2021年初新能源汽车补贴政策正式落地,给主机厂在新能源车型规划方面指明了方向.2021年之后磷酸铁锂电池在新能源汽车、储能、二轮车、重型卡车、电动船舶都将有更加强劲的发展.本文依据作者的工作经验和公开信息,总结...     

基于气体在线监测的磷酸铁锂储能电池模组过充热失控特性

磷酸铁锂储能电池的热失控预警是其大规模推广应用急需解决的问题.首先分析了磷酸铁锂电池热失控产气机理,以硬壳磷酸铁锂电池模组和软包磷酸铁锂电池模组作为试验对象,分别由32块单体电池4并8串组成和72块软包单体电池6并12串组成,搭建与真实储能舱环境一致的试验平台.通过恒流过充的方式研究硬壳和软包磷酸铁锂电池模组过充至热失...     

储能工况下磷酸铁锂电池动态辨识方案研究

锂离子电池的动态性能受温度、电流及老化等多种因素制约,限制了电池储能系统的大规模推广和应用,同时由于传统的参数辨识方法只能准确辨识电池开路电压,而复杂的储能电池工况却对储能电池组的性能参数辨识提出了更高要求。以储能用大容量磷酸铁锂电池为研究对象,分析了传统电池参数辨识对不同温度、不同电流倍率下电池动态性能的估计误差,综合利用一阶和二阶等效电路模型研究了参数辨识在不同使用区间的精度,结合典型储能工况提出了复合脉冲序列条件下的粒子群参数辨识方法。实验结果表明该方法对于准确评估单体和串联电池组的动态电压及性能表征参数具有较高的精度,为大规模储能系统电池参数的在线辨识和电池评估提供依据。     

超低温圆柱磷酸铁锂电池研制

通过研究磷酸铁锂微观形貌、电解液配方与极片面密度等因素对电池低温性能的影响,开发出了具有高比能量、高安全性及适应极低温环境的圆柱磷酸铁锂电池.该电池比能量为130.8 Wh/kg.-40℃条件下以1 C放电,容量为常温容量的60.9％;-45℃条件下以1 C放电,容量为常温容量的53.6％;60℃条件下以0.2 C放电,容量为常温容量的98.1％;常温下以8 C放电,容量为1 C容量的97.4％;常温下1 C充放电,循环2000次后,容量保持率为86.1％.该电池通过安全性针刺测试.     

磷酸铁锂电池均衡技术综述

为了达到规模储能的电压和容量要求,磷酸铁锂电池需通过串并联达到设计要求,而生产、使用过程的差异导致的电池单体不一致性,是影响储能电站寿命的主要因素之一,严重时构成安全隐患。本文从规模储能技术基本概念出发,介绍了现有均衡方案的基本拓扑结构和控制策略,列举了两种实际应用方案,提出了各种方案的优劣与发展趋势,旨在对提高规模储能的经济性研究提供有益的启发。     

深海动力磷酸铁锂电池组均衡方案设计优化

为提高深海储能装置的长时间安全工作性能,提出了一套深海用的动力磷酸铁锂电池设备的智能电池管理系统(SBMS),重点分析了SBMS中的电池组均衡管理。针对常用基于电感的BuckBoost电路的均衡速度和效率分别提出了两种改进方案。引入模糊控制技术,对实验室深海项目的磷酸铁锂电池组进行了恒流充放电实验,比较不同改进方案的均衡实验效果。将电池均衡的改进方案应用于某微型电动车电池组的实际工况中,验证了改进方案可提高电池组的可用容量。     

磷酸铁锂电池均衡技术综述

为了达到规模储能的电压和容量要求,磷酸铁锂电池需通过串并联达到设计要求,而生产、使用过程的差异性导致的电池单体不一致性,是影响储能电站寿命主要因素之一。文章从规模储能技术基本概念出发,介绍了现有均衡方案的基本拓扑结构和控制策略,列举了两种实际应用方案,提出了各种方案的优劣与发展趋势,旨在对提高规模储能的经济性研究提供有益的启发。     

磷酸铁锂电池性能测试与优化使用研究

磷酸铁锂电池的生产工艺严重影响其性能.实时跟踪采集与处理电池的充放电电压与温度值,可以了解电池的充放电特性,优化电池的实际使用方式.该文所设计的电池性能测试系统以STC12C5A60S2单片机作为微处理器,连接2片AD7888芯片实现多通道A/D转换,并通过模拟开关CD4051连接多路温度传感器,以及控制继电器开合,采集的数据通过USB总线通信传送到上位机.数据分析依据直流放电闭合前后的压差算出电池内阻,利用充放电电流与时间的积分得到电池容量,并与电压相对应.结果显示大电流充放电时内阻引起的压差不可忽视,需要实时矫正,充电时间有限制时可不进行涓流充电,而电池存放时的电压值应在最稳定放电区间,此外电池具有良好的温度特性.     

磷酸铁锂电池性能与应用研究

磷酸铁锂电池具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、安全性能好、自放电率小、无记忆效应的优点。介绍磷酸铁锂电池的结构特点和充放电原理,对磷酸铁锂电池储能系统的构成和系统能量转换原理进行讨论,就磷酸铁锂电池在电动汽车电池、电网削峰填谷、风力发电、光伏发电等可再生能源的安全并网,分布式电站,UPS电源等领域的应用进行研究。     

磷酸铁锂电池管理技术及安全防护技术研究现状

储能作为战略性新兴产业,是增强能源系统供应安全性、灵活性、综合效率的重要环节。然而,随着储能产业的快速发展,电池的安全性成为阻碍其发展的关键问题之一。本文以磷酸铁锂电池为例,基于应用现状,从电池管理技术角度,介绍了磷酸铁锂电池现有的状态检测技术;接着从安全防护技术角度,介绍了磷酸铁锂电池的主动安全防护技术和被动防护技术;最后,从技术标准、状态监测和安全防护等方面,给出了磷酸铁锂电池集成化发展的建议。     

磷酸铁锂电池内部气压失控特性研究

针对储能电池的热失控风险,提出以电池内部气压作为判定依据,对磷酸铁锂电池经历不同滥用条件时发生的安全风险进行快速评估的方法.结果表明,在电池正常充放电状态下,电池内部气压及外壳温度发生小范围规律性波动.在过充、过放、外部短路等异常状态下,电池内部气压在预警节点急剧增大,而在相同条件下温度参数变化明显晚于内部气压的变化,且变化速率相对较小.上述研究结果不仅揭示了不同滥用条件下电池内部气压失控的特性,同时证明了以电池内部气压失控预警代替现有电池外部温度预警能够更早地识别电池安全风险,避免发生热失控及燃烧爆炸等严重的安全事故.     

磷酸铁锂电池直流电源系统应用研究

将铅酸电池和磷酸铁锂电池在常规性能、温度特性、寿命特性、充放电特性做了对比,从性能、成本、使用维护、安全性和废弃处理等方面分析了磷酸铁锂电池在变电站直流系统中运用的可行性,并提出了基于磷酸铁锂电池的直流系统在变电站中运用的技术设想。     

磷酸铁锂电芯过充产物实验研究及热失控判断方法

为实现储能电站锂离子电池热失控状况的可靠判断,避免因电池过充热失控导致储能电站火灾,以磷酸铁锂电池作为研究对象,模拟电池过充热失控过程,研究热失控过程中产物情况。同时融合电池本体参数情况提出一种电池热失控判断方法,并分析论证该方法的有效性。结果表明,电池泄压阀开启30 s后环境中会产生大量粒径范围在0～0.3μm的固态粒子产物,且融合热失控产物和电池本体参数的热失控判断方法在实践中具备一定的优势性。