不同类型气体探测对磷酸铁锂电池储能舱过充安全预警有效性对比

研究储能舱内不同探测器预警有效性对储能系统的安全运行具有重要意义。本工作首先介绍了磷酸铁锂电池热失控过程和产气机理，以13 Ah和50 Ah方形硬壳磷酸铁锂电池为研究对象，搭建了典型储能舱环境，采用1 C电流对电池单体过充至热失控，同时监测电池表面温度、电压及舱内可见光和红外图像，采用H₂、CO、VOC、可燃气探测器、烟感和温感进行安全预警，分析了不同探测器对电池热失控预警的有效性。试验结果表明，在电池过充至热失控的过程中，所有探测器报警由先到后排序为H₂、CO、VOC、感烟探测器，可燃气探测器和感温探测器未报警。电池的容量越高，过充后产气的量越大，产生的白烟也更明显，且H₂、CO、VOC这些特征气体探测器报警的时间越早，更有利于大容量电池的热失控预警；其中H₂探测器报警时间早、变化特征明显，更适合预警电池热失控；烟感的报警时间过晚，不能有效预警。研究结果可为磷酸铁锂储能舱热失控预警提供有效的试验和数据支撑。