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通过加速量热法与外部传感器和在线气体分析研究锂离子电池的热失控( Insights Into Thermal Runaway of Li–Ion Cells by Accelerating Rate Calorimetry Coupled with External Sensors and Online Gas Analysis )
Abdelaziz A. Abd‐El‐Latif Peter Sichler Michael Kasper Thomas Waldmann Margret Wohlfahrt‐Mehrens lithium-ion cells thermal runaway online gas analysis Li deposition overcharge
除了高能量密度、快速腐蚀能力和成本外，锂离子电池的安全性也是至关重要的--即使在长期使用或滥用的情况下也是如此。本文采用加速量热法(ARC)与质谱仪(MS)相结合的方法,结合电池电阻和录音技术,对18650型电池进行了研究。这种新颖的电弧装置可以同时跟踪电池排气和热失控过程中产生的气体的电化学和热行为。所测试的电池(i)未老化，(ii)通过低温循环老化（主要机制：Li沉积），以及(iii)过充电。老化细胞和过充电细胞在36°C时开始进食,而未老化细胞在96°C时开始进食。细胞爆炸发生的时间顺序为：过充电细胞<有锂沉积的老化细胞<未老化细胞。通过同时记录13个单独的数值，可以对分离器孔隙闭合、电池排气、爆炸和气体形成等过程得出结论。由于电解液通过阳极和阴极放热反应分解，形成的气体如CO2、乙烯和POF3的量取决于电池的历史，即。例如，老化机制或过度充电。电池组中用于改进电池安全性的附加气体传感器指示电池的排气，因此可能是一种低成本的解决方案。分析组合：这种新颖的方法组合（带有外部传感器的加速量热法和在线气体分析）可以更详细地跟踪锂在电池上的热失控。在电池排气和爆炸过程中释放的气体（如CO2、C2H4等）的数量取决于老化状态和滥用情况。
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