天劲刘伟星:软包动力电池ARC热滥用测试的进展

2019-08-01

7月20日,2018第二届中国新能源汽车测试评价技术发展高峰论坛在深圳开幕,广东天劲新能源科技股份有限公司研究院副院长刘伟星博士出席会议,并在“动力电池测试评价及技术探讨”主题论坛上发表演讲,介绍了软包动力电池ARC热滥用测试的进展。

天劲刘伟星:软包动力电池ARC热滥用测试的进展

EV-ARC工作原理

ARC主要遵循加热等待搜寻,把样品放入加热箱内,设定温度、灵敏度,系统将样品加热到设定温度后,进入等待阶段。其目的就是使样品和加热系统的温度达到平均状态,当温度速率大于一个灵敏度时,就会有一个放热状态,仪器就会显示温度、加热速率、压力等一系列参数。当温度速率小于点测灵敏度,则会进入下一个阶段的加热状态。

EV-ARC在动力锂电池安全测试中的功能特点

1、测量灵敏度高,优于DSC  1~2个数量级;

2、测量灵活,ARC能对电池组件进行研究,能够测试不同尺寸和型号的电池;

3、对不同反应的分辨率强,能模拟热失控情况,给出精确的热数据;

4、能同时获得温度与压力随时间变化的曲线;

5、能得到众多热特性参数,如初始分解温度、放热速率、反应热、活化能等。

天劲股份ARC使用情况介绍

1、比热容测试

刘伟星介绍,天劲股份在电池设计中比较关注的参数是比热容,其测试方法为,在电池包上粘贴一个加热片、一个热电偶,固定并放入加热箱,通过一个公式,在不同温度情况下,得到温度与时间的曲线,从而得到电池比热容,得到电芯的质量,可以得到电芯比热容。刘伟星透露,天劲股份的电芯比热容为1252J/kg。

2、充放电量热分析

电芯充放电量热分析也是一个重要测试,电芯在充电过程产生的热量应小于放电过程中产生的热量。 

天劲刘伟星:软包动力电池ARC热滥用测试的进展

3、不同荷电状态下电芯的热失控

根据天劲股份的试验数据,在不同的荷电状态下,电池热失控曲线也不同。

天劲刘伟星:软包动力电池ARC热滥用测试的进展

4、阻燃电解液的开发。

试验发现,添加阻燃剂的电解液在试验过程中没有发生爆炸,只是产生浓烟,表面温度由600度降低到300度。不过,阻燃剂的添加并没有改变电池的热失控,但是延缓了热失控的发生。

天劲股份新型复合陶瓷隔膜的开发

刘伟星介绍,天劲股份目前研发了新型的锂离子电池复合陶瓷隔膜,这种新型隔膜比常温耐热隔膜耐热能力高很多,温度达到250多度,升温速率也比较低,热稳定性非常好。使用这种隔膜制造的动力电池能量密度也比较高。倍充是95.9%,倍放是98.2%。

天劲刘伟星:软包动力电池ARC热滥用测试的进展

在安全性能方面,经过安全测试,新型复合陶瓷隔膜制备的电池产品在过充(1C,10V)、热滥用(130℃,0.5h)、挤压、针刺等测试下表现良好,虽然不能彻底消除锂电池发生热失控,但是能够有效降低电芯爆炸可能性。

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