對(duì)經(jīng)受熱失控的電芯的安全行為進(jìn)行量化描述

從電動(dòng)汽車的長(zhǎng)期發(fā)展來(lái)看，電芯的能量密度和成本的訴求，會(huì)直接推動(dòng)電芯層面直接安全等級(jí)的變化。

對(duì)經(jīng)受熱失控的電芯的安全行為進(jìn)行量化描述，主要的目標(biāo)是在電芯層面建立基于電芯不同參數(shù)的安全性評(píng)估。這個(gè)事情的核心，已經(jīng)不是僅僅從電芯的安全實(shí)驗(yàn)來(lái)分析評(píng)估電芯過不過實(shí)驗(yàn)，或者僅僅依據(jù)安全等級(jí)來(lái)判定電芯安不安全。從電動(dòng)汽車的長(zhǎng)期發(fā)展來(lái)看，電芯的能量密度和成本的訴求，會(huì)直接推動(dòng)電芯層面直接安全等級(jí)的變化。這個(gè)變化后面就沒法用過不過來(lái)描述，需要我們根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)，給不同的電芯來(lái)建立一個(gè)量化的模型，主要的包括：

1）測(cè)量電芯在各種激發(fā)條件下的總放熱量；

2）電芯熱失控的反應(yīng)時(shí)間的確定；

3）電芯釋放的氣體壓力隨時(shí)間的變化曲線；

3.1）釋放氣體總量的測(cè)定

3.2）氣體產(chǎn)生率的測(cè)定

備注：我覺得未來(lái)三個(gè)主要的核心參數(shù)，溫度、氣壓和電壓變化是我們探知這個(gè)過程的核心量化的關(guān)鍵

4）電池的質(zhì)量損失；

5）幾個(gè)測(cè)量點(diǎn)的精確溫度曲線；

6）每種反應(yīng)產(chǎn)物的性質(zhì)和數(shù)量；

在這里不同的機(jī)構(gòu)，拿著不同的電芯做實(shí)驗(yàn)，如果把它作為能量釋放的過程：

里面是可以根據(jù)電芯的數(shù)據(jù)得到一些初步的結(jié)論：

1）在電芯層面需要收集電芯的尺寸，特別是大體積下，較高的電解液量導(dǎo)致的熱失控過程中，電解液隨著泄壓閥噴出之后的物質(zhì)損失量，如果氧氣進(jìn)入，會(huì)使得熱量通過空氣傳播；

這股熱流+熱氣會(huì)伴隨著很高的溫度去切割泄壓閥上部的所有隔熱材料和上蓋，我們算沖擊力的過程需要算氣體、壓力、流量和電解液直接往保護(hù)設(shè)備上噴；

如果我們按照每Ah的情況，可以核算出需要解決的熱量：

ChemicalenergyperAh:Q=Q1+Q2=21.0kJ

ElectricenergyperAh:3.65Vx1Ah=13.1kJ

2）電芯的表面溫度

按照這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)論挺嚇人的，電芯的表面溫度和電芯的能量密度正相關(guān)，這個(gè)Y軸的數(shù)據(jù)好嚇人。

我們?cè)谠O(shè)計(jì)這個(gè)隔熱材料的時(shí)候，主要依據(jù)是考慮失控電芯的表面溫度和相鄰電芯的隔熱面的溫度，還有電芯的熱穩(wěn)定性（受害電芯基本是由于加熱問題被引燃的）。

還有一個(gè)問題是在電芯循環(huán)老化以后，對(duì)于這個(gè)過程會(huì)更快一些，電芯層面需要建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)才是?！恫煌h(huán)周期鋰離子動(dòng)力電池?zé)崾Э靥匦苑治觥芬晃睦锩媸怯胁簧俚臄?shù)據(jù)的。

經(jīng)過1C循環(huán)實(shí)驗(yàn)，電池循環(huán)1000周后放電容量降低了17％，同時(shí)電池的充放電直流內(nèi)阻隨著循環(huán)次數(shù)增加而逐漸增大。等效電路得出的擬合數(shù)據(jù)及熱失控曲線表明，電解液和SEI膜產(chǎn)生的阻抗隨循環(huán)次數(shù)增加而增大，循環(huán)次數(shù)的增加會(huì)降低電池自產(chǎn)熱溫度，即SEI膜的分解溫度，電池循環(huán)老化過程中使得SEI膜熱穩(wěn)定性變差。

小結(jié)：往能量密度更高的路上走，往大容量電芯路上走，單顆電芯出問題之后，我們需要在模組設(shè)計(jì)和整包設(shè)計(jì)上付出更多的工作。單純追求能量密度真是給整個(gè)產(chǎn)業(yè)挖大坑，一波波工程師需要往里面填這個(gè)大坑。