磷酸铁锂电池循环老化后不同SOC状态热特性研究

陈欣蕊，谭立志，赵彦民，宁凡雨，王松蕊

(中国电子科技集团公司第十八研究所化学与物理电源重点实验室，天津 300384)

锂离子电池相比于老一代电池(铅酸电池，碱性电池等)具有突出的优点，例如电压高(3 V 以上)，比能量高(120 Wh/kg 以上)，循环性能好，自放电率低以及没有记忆效应。因此，它们已成为电池开发的热点，并已广泛用于新能源汽车中。然而，电动汽车发生火灾和爆炸事故经常出现在新闻报道中，安全问题影响人们对电动汽车的信心。安全关键问题是电池的热安全性。在电池的长期或高倍率[1]充放电过程中，电能和化学能相互转换，在电池副反应，电极极化和电池内阻等协同作用下导致电池产热，尤其是动力电池在高功率放电时的产热行为更加显著。热量的积累将不可避免地导致电池内部温度升高[2]。当温度达到一定限值将会导致锂盐、SEI膜和电解液分解等剧烈的化学反应，从而产生更多热量。如果没有有效的散热措施进行降温，随着热量不断积累，电池温度持续升高，最终引发电池燃烧爆炸等[3]。因此，为了提高锂离子电池的使用安全，优化其安全性设计，防止电池发生热失控，需要对电池的热失控发生机制和发生过程进行深入研究[4]。

当前大量学者对锂离子电池的安全机制和结构性能进行了研究[5-7]，其中以绝热加速量热仪(ARC)进行锂离子电池热失控的实验进而研究相关反应机制是一种有效手段。王莉等[8]提出了通过ARC 对锂离子电池安全性能定性表征和定量评估。……