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由于9系鋰電池具有超高的能量密度,，受到了致力于提高新能源汽車?yán)m(xù)航里程的主機廠的密切關(guān)注。但高能量密度伴隨著潛在的高危險性,，因此獲得9系電池的熱失控特征參數(shù)尤為重要,，但是9系鋰電池的熱失控過程非常劇烈，有較大概率會損傷儀器,，因此9系鋰電池的絕熱熱失控實驗數(shù)據(jù)十分缺乏,，電池?zé)峁芾碓O(shè)計也缺少實驗數(shù)據(jù)的支撐。

本文利用杭州仰儀科技有限公司BAC-420A大型電池絕熱量熱儀進行了130Ah的9系NCM超高鎳鋰離子電池的絕熱熱失控測試,，獲得該電池?zé)崾Э剡^程的相關(guān)熱力學(xué)特征參數(shù)等信息,。相關(guān)結(jié)果有助于幫助研究人員明確9系電池的熱失控危害性，優(yōu)化電池安全設(shè)計,。

實驗樣品：130Ah 9系NCM鋰離子電池*1,，260mm*100mm*25mm,，100%SOC。

實驗儀器：杭州仰儀科技BAC-420A大型電池絕熱量熱儀,；

工作模式：HWS模式,、溫差基線模式；

標(biāo)準(zhǔn)鋁塊：6061鋁合金材質(zhì),。

3.1 溫差基線校正：利用與電池大小形狀一致的標(biāo)準(zhǔn)鋁塊進行溫差基線模式實驗,，對熱電偶及儀器進行校正；

3.2 標(biāo)準(zhǔn)鋁塊HWS實驗：利用標(biāo)準(zhǔn)鋁塊進行HWS模式實驗,，驗證溫差基線校正的效果及實驗過程中儀器的絕熱性能,；

3.3 電池HWS實驗：為了防止9系電池?zé)崾Э負(fù)p壞爐腔，因此在電池外部增加了如圖2所示的金屬網(wǎng)防護罩,，以HWS模式進行絕熱熱失控實驗,；

3.4 標(biāo)準(zhǔn)鋁塊HWS實驗：電池HWS實驗結(jié)束后，用標(biāo)準(zhǔn)鋁塊重新進行HWS驗證實驗,，用于驗證熱失控后儀器功能是否正常及傳感器漂移程度,。

如圖3(a)所示，電池在82.68℃下的自放熱溫升速率達(dá)到了0.02℃/min的T_onset檢測閾值,；在131.67℃達(dá)到泄壓溫度T_v,，泄壓閥打開；隨后在169.49℃達(dá)到熱失控起始溫度T_TR (60℃/min),，電池發(fā)生熱失控,，數(shù)秒內(nèi)溫度快速升高至約1090℃，最大溫升速率(dT/dt)_max超過40000℃/min,。并且通過圖4所示的抗爆箱內(nèi)外部的監(jiān)控畫面,，可以發(fā)現(xiàn)電池的熱失控過程十分劇烈，在極短的時間內(nèi)噴射出強烈的射流火及大量濃煙,，同時瞬間產(chǎn)生的高溫高壓氣流對實驗室墻面產(chǎn)生了一定的沖擊作用,。

通過觀察電池殘骸可以發(fā)現(xiàn)，泄壓閥位置崩裂,，同時電池殘骸基本僅剩外部鋁殼,，內(nèi)部電池材料幾乎全部從泄壓口噴出，熱失控后電池的質(zhì)量損失率達(dá)到了85.97%,，也側(cè)面表明了9系電芯的熱失控劇烈程度,。

在電池實驗前，通過標(biāo)準(zhǔn)鋁塊的HWS實驗驗證了儀器良好的絕熱性能,，如圖6(a),，每個溫度臺階鋁塊的溫升速率均小于±0.002℃/min；電池測試后，為了確認(rèn)儀器能否在承受9系鋰電池的劇烈爆炸后仍然能正常使用,，重新進行一次標(biāo)準(zhǔn)鋁塊的HWS實驗,。通過圖6(b)可以發(fā)現(xiàn),，實驗過程中儀器運行良好,，并且每一個臺階的溫升速率均低于±0.002℃/min,，絕熱性能依然優(yōu)異，說明儀器功能完好,，同時傳感器未出現(xiàn)明顯漂移。

大容量9系超高鎳NCM鋰電池絕熱熱失控的劇烈程度高,，實驗室應(yīng)具備足夠的泄壓泄爆面積（建議50平米以上）,，同時實驗室墻面應(yīng)進行加固。