循环老化锂离子电池热失控气体原位爆炸极限实验分析

为确保全寿命周期内锂离子电池的安全状态处于可控范围，掌握老化锂电池的热危险性变得尤为重要。开发了一种基于计算机断层扫描（CT）的无损检测与原位检测热失控气体爆炸危险性相结合的方法，对不同循环老化程度的锂离子电池热失控气体爆炸极限及爆炸危险性进行实验分析。实验结果表明，与未经老化的锂电池相比，老化电池在热滥用条件下达到热失控所需热量减少；内部层状结构形变随着循环老化程度的加深而加剧，爆炸范围呈现收敛的趋势，并在锂电池经历120圈循环老化时达到最值。未老化锂电池的热失控气体的最高燃爆温度为203.4℃、最高燃爆压力为0.458 5 MPa，老化电池的热失控气体的燃爆危险性显著降低，随着老化程度的提高，虽然热失控气体的爆炸危险性有轻微回升，但仍远低于未老化电池。研究结果证明了CT无损检测与原位检测热失控气体爆炸危险性相结合的可行性，为进一步构建锂电池危险程度演化机制数据库及探测预警提供理论依据。