气凝胶毡组合放置方式对锂离子电池热失控特性的影响

摘 要：为减缓热量在锂离子电池货物间传播,通过自主搭建的锂离子电池燃爆实验平台,开展气凝胶毡在锂离子电池包装内的不同放置位置对热失控热量阻隔有效性的研究。结合试验结果分析选取峰值温度、热失控传播时间和速度、烟气浓度、质量损失以及包装破坏程度作为锂电池包装性能评价参数,引入简化的N-GAS毒性定量评估模型,通过对不同气凝胶毡组合放置方式中的锂离子电池包装件进行评价可知：从对电池组的安全和外包装完整性的保护作用效果看,顶部中部组合对热失控传播阻隔效果最好,并且不建议在锂离子电池实际运输中采用三面全包方式。     

三元锂离子电池直径和荷电状态对热失控传播影响研究

随着我国新能源汽车的不断发展,锂离子电池作为新能源电动汽车最重要的储能设备,由于其能量密度高的特点,存在着燃烧迅速、爆炸并触发相邻电池热失控传递的热安全危险,制约着更规模化的应用和推广,严重威胁着人员的生命财产安全。电池的热失控主要与其电池形状、荷电状态、连接方式等有关。而在不同荷电状态和不同直径的耦合条件下的电池热失控研究是提高锂电池安全性能的研究重点。为了探究锂离子电池热失控传播过程的主要影响机制,采用不同直径（10440型、14500型、18650型、21700型、26650型和32650型）和不同荷电状态（50%、70%、100%）的三元锂离子电池为研究对象,考察其在一维线性排列方式下的热失控传播时间及热失控空间传播速率变化特征,进而深入分析电池直径和荷电状态对热失控传播时间及热失控空间传播速率的影响机制。采用实验数据、传热学理论以及无量纲分析相结合的方法建立了阻断电池热失控传播链的计算模型,进而预判电池间的热失控传播时间,结合无量纲分析得到了不同荷电状态（50%、70%、100%）电池热失控传播时间与电池直径（10,14,18,21,26,32 mm）的特征关系,提出了一维排...     

热处理对锂离子电池热失控特性的影响研究

为了探究外部高温对不同荷电状态锂离子电池热失控特性的影响,将三种荷电状态的18650 型锂离子电池分别热处理至80、100 ℃,在常温下静置24 h 后通过热流道加热线圈使其热失控并分析电池的温度、电压等特征参数。研究表明,同一热处理温度下,锂离子电池荷电状态越高其热失控现象越剧烈,热失控温度越高,电压下降时间越早。同一荷电状态下,热处理至80 ℃的锂离子电池热失控现象更剧烈,热失控温度更高,电压下降时间却更晚。试验结论可为锂离子电池的安全运输、存储及应用提供理论依据。     

基于气体检测的锂电池热失控预警研究进展

由于锂离子电池热失控过程中往往伴随着特征气体的产生,可以通过检测气体的释放及其浓度来对锂电池热失控进行预警。介绍热失控气体的产生机理,总结电池类型、电池参数、外部环境条件对热失控气体的影响,不同热失控特征气体的产生现象等方面的研究现状,分析现有的基于气体检测的锂离子电池热失控早期预警研究的进展,并对其下一步的发展进行了展望,以期为提高锂离子电池的运行安全提供指导。     

热失控下环境体系对锂离子电池火灾危险性的影响

以21700 型三元锂离子电池为研究对象,选择空气、氮气及水雾三种环境体系,在热失控条件下对锂离子电池表面温度、逸散出的气体浓度进行在线监测,探究不同环境体系下锂离子电池之间的热量传递与热失控火灾扩展情况。结果表明：不同环境体系对锂离子电池热失控行为有显著影响。惰性气体环境不能有效抑制锂离子电池热失控的发生,却由于氧气含量降低,使热失控过程中二次燃烧阶段缺失,降低其火灾扩展危险性,且热失控的响应时间延长。氮气环境中产生的CO 体积分数峰值为2.049 ×10- 3,分别是空气与水雾环境中的154.6%和180.0%。水雾环境中,由于雾滴在正极处积聚,极易使泄压阀工作效率下降,导致内部压力过高而发生更危险的爆炸。在锂离子电池的运输、储存和应用中,应避免环境中湿度过大。可针对性置换环境气氛或提高散热能力,加强对锂离子电池的安全防护,防止热失控行为的发生。     

一种新型建筑外墙防火材料

如何提高外保温材料的防火性能,如何应用安全的外保温材料,已经成为人们关注的焦点。本文介绍了一种新型防火材料——气凝胶,对气凝胶的特性及应用进行了介绍,并将气凝胶与其他普通隔热材料性能进行了比较。     

锂离子电池冲击挤压后安全特性研究综述

从实验和仿真两个角度综述了近年来国内外针对冲击挤压后锂离子电池安全特性的相关研究,从冲头形状、机械加载方式、机械加载位置、SOC 状态4 个影响因素进行分析总结。分析结果表明,锂离子电池内短路面积越大、冲击挤压位置越边缘、SOC 越高,则其失效时温度越高、电压突降越快、越易热失控;而锂离子电池应变量越大,内阻越小。根据冲击挤压热失控前锂电池的电压、温度、内阻等多种安全特性参数变化规律,建立锂电池安全状态的早期预警识别方法,对于防范新能源汽车因冲击挤压造成的热失控安全事故极为必要。     

气凝胶材料在建筑节能工程中的应用

气凝胶材料是现阶段建筑领域应用较为广泛的全新材料,拥有密度低、质量轻、防火与隔热性能好、透明等特征.相比较传统保温材料,气凝胶材料有着非常低的导热系数,具有良好的保温隔热、防火性能,其在建筑工程中的应用主要体现在气凝胶节能门窗、房顶太阳能集热器等方面.     

二氧化硅气凝胶纤维复合保温板简析

二氧化硅气凝胶保温隔热性能优秀,导热系数可达0.013W/(m·K)~0.018W/(m·K),与纤维复合,在增加成本很少的前提下,就可以替代目前广泛使用的有机保温隔热材料聚苯板等,是A级防火保温隔热材料,具有很好的应用前景。     

CO2惰化式锂离子电池储能集装箱研究

锂离子电池作为储能载体之一,为新能源并网、电网调峰与调频提供了重要支持。锂离子电池储能技术发展的同时,安全问题不能忽视。通过分析锂离子电池储能集装箱爆炸事故原因可知：锂离子电池热失控释放出的可燃烟气是爆炸的主要成因。根据燃烧三要素原理,设计了CO₂气体保护式磷酸铁锂电池热失控阻燃对比试验。根据试验结果,初步规划设计了CO₂惰化式锂离子电池储能集装箱,以期为锂离子电池储能电站的安全设计提供技术支撑。     

SiO2气凝胶在墙体保温材料中的应用

SiO₂气凝胶是一种新型材料,不仅密度小、比表面积大、孔道结构丰富,并且拥有优异的保温性能和防火性能,其在墙体保温材料的应用中有着巨大的潜力。结合了SiO₂气凝胶在墙体保温材料中的研究进展,分析了该材料的优势及可能存在的问题,并对其应用前景进行了展望。     

玻化微珠保温砂浆屋面保温技术研究

结合目前屋面保温材料存在的问题,探索使用具有良好保温、防火作用的玻化微珠保温砂浆作为屋面的保温层。主要介绍了玻化微珠保温砂浆的性能、屋面保温层的构造做法、与普通保温材料的热工性能对比以及工程应用,证明了玻化微珠保温砂浆在屋面节能中的可行性。     

发泡陶瓷保温板外保温系统建筑应用与质量控制

外墙外保温系统的防火性能、耐久性能已备受业内重视。发泡陶瓷保温板是一种新型的防火、保温材料,用于外墙外保温系统可大大提高系统的防火、耐久性能。对该保温材料及其外保温系统、防火隔离带构造进行了研究和试点应用,结果表明该技术防火性能佳、与建筑同寿命、施工便捷、质量通病少,具有广阔的应用前景。详述了其施工和质量控制要点。     

电动汽车锂电池灭火技术研究

为了预防和减少电动汽车锂电池火灾造成的危害,分析了电动汽车发生火灾的现状,对近年来电动汽车起火案例进行了调查,针对电芯和动力锂电池组结构,分别对动力锂电池中的单颗电芯和电池模组中间的电芯进行加热试验。结果表明,动力锂电池不会发生剧烈爆炸,但具有火势猛烈、蔓延迅速的特点。通过对动力锂电池系统的热失控机制和起火过程的分析,对电动汽车动力锂电池火灾的灭火技术进行了研究,结合实际工作提出了灭火技术与方法建议。     

预制舱式磷酸铁锂电池储能系统安全性分析研究

电化学储能是开展电网调峰平谷、风/光能并网,实现“双碳”目标的关键环节,在政策导向和市场需求的双擎推动下迅猛发展,国内以磷酸铁锂电池储能预制舱/电站等形式大量涌现。然而,锂离子电池储能系统本身具有燃烧爆炸风险、成组密集布置进一步增加其发生热失控火灾事故的风险,同时由于电化学储能系统涉及固体、液体、气体及电气火灾等多种形式,给灭火救援处置提出了新的挑战。本文对电化学储能电站的安全性进行分析,并通过锂离子电池储能箱的全尺寸实验进行验证,获取其热失控过程中温度、气体浓度等多种参数,揭示锂离子电池储能箱热失控过程的机理,分析规模化电化学储能系统的火灾风险。研究结果显示,磷酸铁锂电池在热失控燃爆过程中电芯温度、环境温度出现明显变化,其中电芯温度可达700 ℃以上,在规模化应用条件下,磷酸铁锂电池热失控风险高,发生燃爆事故的危害大。因此,电化学储能电站需要从产品标准、设计规范、应急处置等方面加强安全管控,尤其需要开展适用于锂离子电池储能系统的预警装置和热管理技术研究。     

通风条件下储能集装箱磷酸铁锂电池热失控气体扩散规律

储能电站安全和消防问题备受关注,采用磷酸铁锂电池热失控特征气体作为探测预警的方式已经广泛应用于储能电站.气体在储能集装箱部的扩散规律直接影响探测预警的准确性,对通风影响储能集装箱磷酸铁锂电池热失控特征气体扩散规律尚缺乏深入的认识.为了探究通风对储能集装箱特征气体扩散的影响,首先采用锂离子电池热失控实验平台探究了109 ...     

双面格栅气凝胶隔热毡的研制及热防护性能

以气凝胶为隔热功能组分,通过模板涂覆法研制了几款不同规格的双面格栅结构的气凝胶隔热毡。使用数字式透气测量仪与热平板法分别对双面格栅气凝胶隔热毡的透气性能与热防护性能进行了测试表征,并对双面格栅气凝胶隔热毡的热防护机理进行了分析,研究结果表明,气凝胶的添加以及面料结构的优化显著提升了消防服隔热面料的热防护性能,并在很大程度上改善了气凝胶复合面料的透气性能。双面格栅气凝胶隔热毡的透气性能与格栅缝隙长度成正比关系,但与格栅厚度无显著关系。其中,当格栅厚度为0.5 mm,宽度为2.5 mm 时,双面格栅气凝胶隔热毡的综合性能最佳,透气率为138.91 mm/s,组合面料内外侧温差相比未涂层时提高了近40 ℃。