基于火三角模型的锂离子电池火灾事故树分析

为研究导致锂离子电池火灾事故的基本事件及其重要度,采用事故树分析方法,以火三角模型为基础,分析了锂离子电池发生火灾事故的全过程。先基于建立的事故树模型,再通过求解最小割集得到导致锂离子电池火灾的36种途径和导致事故发生的15个基本事件及其结构重要度。结果表明,在基本事件中,"电池壳体发生破裂"的结构重要度系数最大(0.565),其次为"正极材料分解反应产生氧气和放热"(0.188)、"电解液汽化"(0.175)和"电解液分解反应放热"(0.175)。最后基于这些基本事件,通过提高电池壳体强度、正极材料分解温度、电解液汽化温度及蒸发潜热、电解液分解温度等技术手段降低锂离子电池火灾发生的概率;并发现通过采取优良的生产工艺与正确的使用方式亦能降低锂离子电池火灾事故的发生概率。     

一氧化碳检测报警装置的应用及注意事项

1 CO检测报警装置及应用 近年来,国内外生产和使用的CO检测报警装置基本上是由传感器、信号处理线路板、指示器等组成的,具有实时检测、显示、报警等基本功能。其关键部件传感器大多采用国际先进技术——三端电化学式传感器（结构示意见附图）。检测原理是应用定电位电解法原理,即在酸性电解液中设置3个电极:测量电极、参考电极、对应电极。当CO气体通     

阻燃凝胶聚合物电解质的制备及其在高安全锂离子电池中的应用

随着锂离子电池能量密度的不断提高,火灾事故愈发频繁,提高锂离子电池安全性能越来越受到重视。基于乙烯基膦酸二乙酯、季戊四醇四丙烯酸酯和商业电解液合成了阻燃凝胶聚合物电解质(DEVP-GPE),并对其组装的锂离子电池开展了电化学性能和火安全性能的研究。循环测试表明,石墨//DEVP-GPE//Li半电池在第1 000圈时的容量维持率高达88.7%,明显高于商业电解液(25.8%),磷酸铁锂//DEVP-GPE//石墨全电池在0.5 C倍率下循环100次的容量维持率高达80.2%,平均库仑效率为99.73%,具有良好的循环稳定性。火焰燃烧测试结果表明,含磷DEVP-GPE的自熄时间仅为1.5 s。1 Ah容量级别袋式全电池的过热测试结果表明,阻燃型DEVP-GPE不起火只冒烟,而且不漏液。以上结果均证明制备的DEVP-GPE具有良好的火安全性能。通过对电解质热解过程的分析,含磷DEVP-GPE能够很好地限制内部电解液的挥发和热解,并且在燃烧时释放出磷自由基以中断燃烧链式反应。     

阻燃电解液改善钛酸锂电池体系热稳定性研究

为了提高锂离子电池安全性,将碳酸亚乙烯酯、亚硫酸丙烯酯与二甲基乙酰胺加入到1.0mol/L LiPF_6/碳酸乙烯酯+碳酸二乙酯(1∶1wt%)的基准电解液中,配制成阻燃电解液。运用C80微量量热仪对钛酸锂负极(放电至1.0V)与基准电解液共存体系、钛酸锂负极(放电至1.0V)与阻燃电解液共存体系进行热稳定性测试,并计算得到热力学参数。对Li/基准电解液/Li_4Ti_5O_(12)和Li/阻燃电解液/Li_4Ti_5O_(12)半电池进行充放电循环测试、循环伏安测试与SEM扫描电镜测试。实验结果表明,钛酸锂负极与阻燃电解液体系反应放出的热量较钛酸锂负极与基准电解液体系减少了35.4%,且具有更高的活化能,提高了钛酸锂电池体系的热稳定性;同时电化学测试结果表明,阻燃电解液与钛酸锂负极有良好的相容性,可以应用到钛酸锂电池体系。     

锂离子电池安全性特点及热模型研究

锂离子电池的安全问题越来越受到重视.本文从锂离子电池热安全性特点着手,分析了锂离子电池的着火、爆炸和电解液泄漏等安全事故特点.简单介绍了锂离子电池主要材料的产热特性、相互反应产热特性.讨论了锂离子电池热模型建立的两种途径,即量热仪途径和化学反应途径,通过这些热模型的建立,来指导锂离子电池的安全设计和管理.     

绝热加速量热仪研究锂离子电池电解液热安全性

利用绝热加速量热仪对商业锂离子电池中常用的3种电解液进行了热分析实验,并根据测试结果评价了其热安全性.3种电解液的初始反应温度均在180～200℃之间;运用绝热理论模型,得到3种电解液热分解反应的活化能Ea分别为(246.202±2.866)kJ·mol、(277.94±7.49)kJ·mol-1和(778.81±34.86)kJ·mol-1;每克样品反应终止时压力分别达到2173.84kPa、2 074.80kPa和2408.65 kPa,压力升高值△P分别为:819.42 kPa、1 619.37 kPa和808.54 kPa.     

太空环境下锂离子电池热失控与火灾的研究展望

综述了锂离子电池的热失控机理,介绍了由于电池内部电解液、电池隔膜和电极材料分解的链式热反应过程而引发的热失控和火灾现象。同时,讨论了锂离子电池在微重力太空环境中可能产生的烟黑浓度倍增,加速火蔓延,火焰喷射等极端火行为。进而探讨了开展锂离子电池的低压、落塔和抛物飞行等地面实验模拟太空微重力燃烧的方法可行性,建立数值模型预测太空微重力环境下锂离子电池热失控临界条件与火灾行为的必要性,以及如何通过基础研究科学地指导空间站电池热管理和消防系统的设计。     

日本公司推出内置测试功能车载电池

日本古川电池公司日前在东京举行的国际汽车售后服务市场展上,推出了全球首款内置测试功能的车载电池,为汽车驾驶者随时掌握车载电池的蓄电情况提供了方便。这款车载电池的表面设计有显示电池寿命的蓝、     

南京理工大学高压实验室及其研制高压水射流切割机

南京理工大学高压实验室自８０年代初建立以来，在高压容器及武器发射管的自紧理论和工程应用、高压零部件研制、高压传感器和信号放大显示系统、高压介质等方面做了大量的工作。９３年以来，进行了水射流切割机的研制工作，解决了超高压缸体的动态密封、高压缸体的自增强、无触点式换向传感器、内衬不锈钢组合型高压容器等诸多问题，试制成功了水射流切割机样机。     

无介体微生物燃料电池型BOD传感器研究进展

总结了国内外各类生化需氧量(BOD)的检测方法,详细介绍了通过电化学活性微生物产电进行BOD检测的无介体微生物燃料电池型BOD传感器的结构与工作原理,以及电化学活性微生物实现电子转移的机理.与其他类型的BOD传感器相比,无介体微生物燃料电池型BOD传感器的主要优点包括稳定性强、响应时间短、重现性好、精确度高、转化率高和测量范围大等.此外,分析了影响无介体微生物燃料电池型BOD传感器稳定性、转化率、响应时间的主要因素,并指出降低燃料电池成本和采用各类实际水样考查传感器性能对于无介体微生物燃料电池型BOD传感器的研发和应用具有重要意义.     

锂枝晶导致的锂离子电池内短路模拟研究

锂离子电池内短路是导致其热失控的主要原因之一,机械撞击、集流体边缘毛刺和锂枝晶生长等都可刺穿隔膜导致电池内短路。采用有限元数值模拟方法,对锂枝晶引起的锂离子电池内短路进行了研究,比较分析了不同锂枝晶半径、数量和中心距情况下电池的热响应特征。结果表明锂枝晶导致的电池内短路产热来源主要是正负极可逆和不可逆热。短路电流、产热功率和电池最高温度等都随锂枝晶半径的增大而增大。锂枝晶中心距增大时,短路电流和产热功率也随之变大,但由于受到电解液锂离子浓度的影响二者增加的幅度越来越小。锂枝晶中心距越大时虽然电池总产热量越大,电池平均温度更高,但由于此时短路点分布较分散,电池最高温度却较反而较小。     

一种新型的带放大器的压杆式压电压力传感器及其在爆炸测试？…

介绍了一种新型带放大器的压杆式压电压力传感器。该传器采用压电陶瓷作为敏感元件。为提高其响应速率,采用带声收杆式的结构;并充分考虑到测试专用设备的特殊构造,放置放大器及电池的需要,采了特殊的外观及内腔结构;为提高传感器及其测试系统的响应速率,采用具有高输入阻抗５０ΩＬ输出阻抗的电压放大器,同时也采用ＳＹＶ－５０－７－１较粗的射频传输电缆,减少了爆炸与冲击模拟信号的传输畸变。该传感器经过爆炸沿及罐压力     

锂离子电池组件燃烧性及危险性评价

为评估锂离子电池火灾危险,以常见的磷酸铁锂电池、锰酸锂电池和三元电池为研究对象,采用锥形量热仪技术分析这3种锂离子电池关键组件(含电解液的隔膜、正极片、负极片)的燃烧性和生烟性。通过层次分析法(AHP),构建锂离子电池火灾风险评价指标体系。基于试验数据,计算这3种锂离子电池火灾危险指数。结果表明,影响电池燃烧行为的主要因素是石墨负极和隔膜,烟气的主要来源是隔膜的不完全燃烧。用AHP法计算出的锂离子电池火灾危险指数表明,锂离子电池火灾的主要危险源是隔膜,其次是负极、正极。     

锂离子电池过充爆炸强度试验研究

过充是导致电池爆炸的一种常见原因,分析过充与电池爆炸的关系及过充所导致的电池爆炸对周围环境的破坏程度极其重要.以10 Ah三元材料锂离子电池为研究对象,采用不同倍率过充方式刺激锂离子电池,利用高速摄影仪、红外热像仪和压力传感器来记录该锂离子电池爆炸、燃烧的图像、温度和压力.结果表明:电池在过充的过程中,其温度变化分为3个阶段;发生爆炸后,电池的能量主要以燃烧的形式释放,燃烧的火球面积高达770.64 cm2;距电池爆炸15 cm处,最大压强为0.03 MPa,可见电池爆炸会对周围环境造成一定破坏.     

受限空间环境压力对三元锂离子电池热失控影响*

为研究三元锂离子电池在空运低压环境中的安全性,通过自主设计搭建的封闭式变压实验舱开展相关实验,对不同荷电状态（SOC）下的三元锂离子电池在不同压力环境（101,80,60,40 kPa）下的热失控特性进行研究,采集电池热失控过程中的温度以及实验舱内的压力变化,并对热失控后实验舱内的气体成分进行分析。结果表明:三元锂离子电池热稳定性随着SOC的升高而下降,常压下100%SOC的电池热失控温度可达650.8 ℃,初始环境压力越低,相同SOC的电池热失控最高温度越低。随着环境压力的降低,相同SOC的电池在热失控后会生成更多CO,且电解液占比升高。研究结果可为锂离子电池空运安全性研究提供理论依据。     

模组箱体空间内磷酸铁锂电池热失控及其传播行为研究

为了探究储能用锂离子电池在真实应用场景下的热失控及其传播行为特征,选用86 Ah方形磷酸铁锂(LiFePO₄)电池,对其在热滥用触发方式下的热失控行为及模组箱体空间与开放空间中的传播行为规律进行了实验研究。单体实验结果表明,电池热失控产生的高温烟气会导致模组箱体内沿高度方向出现明显温度梯度,模组底部与顶部温度测点的最大温差达118.4℃。传播实验结果表明,模组箱体空间内热失控电池通过产气及喷出高温电解液向其他电池传热,在热失控电池影响下,模组箱体空间内3块电池上表面所能达到的最高温度均高于开放空间实验12℃～150℃,模组空间内热失控电池向同侧两块电池的传热量高于开放空间实验225 kJ和44.4 kJ。但箱体环境中有限的氧气供给会减缓电池在热失控时的内部放热反应进程,模组箱体空间实验中电池热失控峰值温度较开放空间实验低33℃～145℃,并且模组箱体空间实验中热失控完全传播所用时间较开放空间实验滞后213 s。研究结果对于锂离子电池模组的安全设计和热失控传播阻隔具有一定的参考价值与指导意义。     

一种共溶性磷系阻燃电解液研究

选用含1 mol/L LiPF_6/EC+DEC(质量比1∶1)传统二元电解液作为标准电解液,与具有较优性质的磷系阻燃添加剂磷酸三甲酯(TMP)按照不同比例共混,合成制备系列阻燃电解液新体系。对该系列阻燃电解液新体系进行自熄时间、热力学稳定性、离子电导率等测试,得到兼具安全性和电化学性能的最优体系1 mol/L Li PF6/EC+DEC(质量比1∶1)/35%TMP(质量分数)。对该体系进行了电化学稳定窗口测试,并且匹配LiNi_(1/3)Mn_(1/3)Co_(1/3)O_2正极材料、Li_4Ti_5O_(12)负极材料进行恒流充放电测试。结果表明,与标准电解液相比,1mol/L LiPF_6/EC+DEC(质量比1∶1)/35%TMP(质量分数)在保证电池安全性的同时,匹配正负极材料都具有良好的循环性能,具有广阔的应用前景。     

荧光式和极谱式溶氧仪测量地表水中溶解氧含量的比较

分别利用荧光式和极谱式溶氧仪测量地表水中的溶解氧含量,比较两种溶解氧电极响应的线性、准确度、测量精密度和相对偏差,结果表明两种电极法测试溶解氧的数据无显著差异,测量结果和碘量法数据一致,荧光式溶氧仪的测量结果能满足测试要求。     

基于电化学-热-力耦合模型的锂离子电池热失控研究

为提升锂离子电池的安全性能,减少由热失控导致的安全事故,分析电池温升的原因并有效降低其温度,依据电化学反应中浓度、电势与热模型中温度的相互影响关系,建立电化学-热-力耦合模型。通过模拟单电池和电池组温度分布的实时情况,分析单电池温度不均匀分布和电池组温度正态分布情况的原因,探讨换热面积和流通量对散热量的影响,研究电池组中单体电池的位置分布及不同传热介质的散热情况。研究结果显示：低温和相对高温环境下,欧姆热、极化热及电化学反应热产热占比不同,但产热最高温度未达到电极材料与电解液分解反应的临界温度420 K;高温环境下,电池温度持续升高接近临界温度,出现热失控趋势,对流换热系数对电池影响较大。电池组间隙为10 mm和20 mm时,整体温度比间隙为0时分别降低了1.1%和1.8%;与无间隙电池组相比,以铜板和铝板为传热介质的电池组温度分别降低了2.0%和1.6%。     

直读式管道风速仪研制成功

冶金部安全技术研究所最近研制成一种能直接读数的新型风速仪。它是皮托管与微压传感器运算电路数字显示组合装置,风速灵敏度(分辨能力)为±0.1米/秒。其特点是:风速值显示直观、稳定,反应灵敏,读