循环工况对锂电池在不同压力下热失控特性的影响研究

发布时间：2021-03-07 09:54

　　针对近些年民航机载锂电池及多电、全电飞机的发展应用问题,通过自主设计锂电池热失控特性研究实验装置及平台,开展循环工况对锂电池在不同压力下的热失控特性研究,为锂电池航空条件下的使用安全及灾害防治提供一定的理论支持。本文实验以18650型锂电池为研究对象,通过控制变量法开展95kPa、60kPa、20kPa的不同压力环境下的锂电池热失控实验。研究包括两个方面:（1）循环次数对锂电池在不同压力下的热失控特性影响。（2）循环倍率对锂电池在不同压力下的热失控特性影响。实验结果表明:（1）随着循环次数增多,气体释放时间提前,热失控着火时间提前,火焰喷射强度增大,燃烧时间变长,锂电池热失控时的表面温度、热失控最高表面温度和热失控火焰温度随着循环次数增加而降低。除此之外,锂电池热失控过程中电阻电压的变化也呈现出明显的规律性,未循环锂电池在热失控前电阻出现明显的峰值,电压出现平台,但循环次数达到20次时,电阻在热失控着火时突然升至最大,电压直接降为0V,并且随着循环次数增加,电阻峰值增大。随着环境压力降低,不同循环次数的锂电池气体释放时间提前,热失控着火时间提前,火焰喷射强度减弱,燃烧时间减少。（2）随... 

【文章来源】：中国民用航空飞行学院四川省

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

锐翔增程型电动飞机（RX1E-A）与Eviation全电动飞机（Alice）

中国民用航空飞行学院硕士学位论文9电池研究工作方向及内容。1.3.2技术路线循环工况对锂电池在不用压力下热失控特性的影响研究技术路线如图1.2所示。图1.2技术路线1.4本章小结本章以机载锂电池与多电、全电飞机发展及应用为背景，综述了锂电池热失控机理研究现状、循环工况对锂电池热失控的影响研究现状及低压下锂电池热失控研究现状，并结合当前有关锂电池热失控理论机理研究，揭示了国内外在循环工况对锂电池热失控研究方面的不足，突出本论文的循环工况对锂电池在不同压力下热失控的创新点，最后以文章研究内容和技术路线介绍本论文思路并引出本论文的研究意义与价值，提高机载锂电池及多电、全电飞机的安全性，减少事故的发生。

中国民用航空飞行学院硕士学位论文11最大充电电流为0.5C，最大放电电流为2C。锂电池热失控实验在FRC2000动压变温实验舱中进行。该实验舱由杭州志在材料科技有限公司制造，尺寸为2m×2m×2m，压力变化范围为101.3kPa-20kPa，误差为±0.1kPa，额定功率为100kW，且实验舱可以在实验过程中监控内部压力、温度等参数，确保可以真实准确的模拟出飞机飞行时所处的环境，如图2.1所示。实验舱分为变温和变压两方面功能，本实验只使用该舱进行变压。实验前，将舱门关闭，在操作界面设置实验压力，等待至压力与温度稳定不变后即可进行锂电池热失控实验。图2.1FRC2000动压变温实验舱锂电池热失控实验前需要对电池进行循环处理。循环充放电设备采用深圳新威电子有限公司的CI-ZWJ-4S-I-10型电池测试仪，如图2.2所示。电池测试仪应用广泛，不仅可以对锂聚合物、锂电池，镍氢、镍镉等充电电池进行综合性能测试，还能完成电池电流、电压、容量、循环寿命等参数的测试。

【参考文献】：
期刊论文
[1]低压环境下锂离子电池的热失控特性分析[J]. 邓志彬,应炳松,贺元骅.  科学技术与工程. 2018(18)
[2]锂电池在航空领域的应用再现曙光[J]. 杨敏.  航空维修与工程. 2017(09)
[3]波音787锂电池问题研究[J]. 刘春明,金英,张岚岚.  航空制造技术. 2016(10)
[4]影响锂电池航空运输安全的因素[J]. 赵宁宁.  中国民用航空. 2014(01)

博士论文
[1]锂电子电池过充电和过放电条件下热失控（失效）特性及机制研究[D]. 叶佳娜.中国科学技术大学 2017



本文编号：3068862