钠离子电池的平板径向压缩安全特性研究

马宇哲 杨军 曹泽阳 乔志军 阮殿波

蒋一萱, 王省哲, 贺红亮. 静电场中多孔PZT95/5铁电陶瓷的通道电-机械击穿模型及分析[J]. 高压物理学报, 2014, 28(6): 680-685. doi: 10.11858/gywlxb.2014.06.006
引用本文: 马宇哲, 杨军, 曹泽阳, 乔志军, 阮殿波. 钠离子电池的平板径向压缩安全特性研究[J]. 高压物理学报, 2024, 38(6): 065301. doi: 10.11858/gywlxb.20240750
JIANG Yi-Xuan, WANG Xing-Zhe, HE Hong-Liang. Channel Induced Electro-Mechanical Breakdown Model for Porous PZT95/5 Ceramics in Quasi-Static Electric Fields[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics, 2014, 28(6): 680-685. doi: 10.11858/gywlxb.2014.06.006
Citation: MA Yuzhe, YANG Jun, CAO Zeyang, QIAO Zhijun, RUAN Dianbo. Study on the Safety Characteristics of Flat Plate Compression of Sodium-Ion Batteries[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics, 2024, 38(6): 065301. doi: 10.11858/gywlxb.20240750

钠离子电池的平板径向压缩安全特性研究

doi: 10.11858/gywlxb.20240750
基金项目: 浙江省重大科技项目(2022C01072);宁波市重大科技项目(2022Z206);宁波大学高层次人才引进项目(ZX2023000227)
详细信息
    作者简介:

    马宇哲(2001-),男,硕士研究生,主要从事钠离子电池安全性研究. E-mail:mayuzhe0523@163.com

    通讯作者:

    阮殿波(1969-),男,博士,教授,主要从事储能器件及其工程化研究. E-mail:ruandianbo@nbu.edu.cn

  • 中图分类号: O348.3; O521.9; TM911

Study on the Safety Characteristics of Flat Plate Compression of Sodium-Ion Batteries

  • 摘要: 钠离子电池因其安全性高、成本低等优势成为电动汽车储能系统的主流研究对象。在电动汽车使用过程中,电池组受到挤压载荷时有可能出现热失控,因此研究钠离子电池碰撞安全与热失控特性对其发展至关重要。为揭示钠离子电池的平板压缩安全特性,针对正极为镍铁锰酸钠(NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2)、负极为硬碳体系的18650型钠离子电池,搭建电池平板压缩安全特性实验平台,研究电池压缩过程中的力-电-热响应,探究钠离子电池的热失控荷电状态范围和钠离子电池的热失控临界速度范围,并分析内短路过程,探寻受损电池的二次使用界限。结果表明:圆柱形钠离子电池荷电状态在80%和90%时发生热失控,热失控临界速度介于14~15 mm/min之间,且电池压缩过程符合标准“4 阶段”过程,压缩受损圆柱形钠离子电池存在二次使用安全界限。

     

  • 结构在冲击载荷作用下的动态响应一直是工程研究人员关注的热点问题。Nurick等[1]利用金属薄板开展了系列爆炸试验,建立了薄板中心挠度与无量纲冲量之间的关系,得到了方板的典型破坏模式。Ramajeyathilagam等[2]开展了水下爆炸作用下低碳钢金属板的破坏试验,通过改变爆距,依次获取了方板的塑性大变形、边界拉伸撕裂、中心拉伸撕裂等典型破坏模式。Nurick等[3]研究了水下近距离爆炸作用下圆形板的失效模式,发现随着局部爆炸强度的增加,圆形板的破坏模式由塑性大变形、冲塞逐渐过渡到花瓣开裂。Rajendran等[4]开展了水下爆炸作用下高强合金钢板的动态响应实验研究,通过理论分析建立了钢板变形计算公式。Jacob等[5]开展了空中局部爆炸作用下矩形板的实验研究,对比了钢板厚度、长宽比以及炸药形状等对钢板最终变形的影响,并得到了修正的无量纲参数。Longère等[6]开展了空中局部爆炸作用下船用钢板动态响应的试验和仿真研究。李典等[7]给出了局部载荷作用下金属板的破坏模式。在前人开展研究工作所取得成果的基础上,Jacob等[8]全面分析了板在冲击载荷作用下的失效模式。

    迄今为止,结构在冲击载荷作用下的研究成果较多,但基本忽视了边界的影响。Teeling-Smith等[9]、Shen等[10]指出,边界条件对板在边界处的撕裂起到重要作用。Bonorchis等[11]通过试验分析了空爆下无固支、单边固支、两边固支条件对固支方板传递冲量的影响规律,发现支撑边界越强,作用在方板上的冲量越大。Nurick等[12]利用圆板开展了不同边界倒角下的空爆试验,通过观察圆板的减薄率,考虑边界倒角的影响后,建议将Menkes等[13]提出的毁伤模式Model 1进一步细化为:Model 1,表示边界未出现颈缩的塑性大变形;Model 1a,表示边界出现部分颈缩的塑性大变形;Model 1b,表示边界颈缩的塑性大变形。现有的研究成果虽然指出边界条件会对板的破坏模式产生较大影响,但是边界条件对方板深层次影响机理方面的研究几乎未见报道。

    本研究利用落锤试验装置,通过自行设计的冲击锤头,开展不同边界支撑下(边界倒角半径分别为6、9和12 mm)固支方板的冲击试验,依据试验结果分析支撑边界对固支方板毁伤破坏模式、整体变形轮廓、边界撕裂长度等的影响,深层次分析边界对方板破坏的影响机理。

    本试验利用落锤冲击机开展,试验装置如图1所示,主要包括上导轨板、质量块(1 680 kg)、下导轨板、过渡板、冲击锤头、试验板、工装框架和试验平台。试验过程中上、下导轨板与质量块通过螺栓连接固定,冲击锤头通过M20螺栓与过渡板连接,过渡板再通过4个M22螺栓与下导轨板连接,试验板通过四周满焊固定于工装框架,同时为保证冲击过程中工装框架保持平稳状态,工装框架通过螺栓连接固定在落锤工作平台区域。试验过程中通过改变落锤的高度来调整冲击强度。

    图  1  落锤试验装置示意图
    Figure  1.  Schematic diagram of drop hammer system

    本试验主要探讨不同边界支撑下固支方板的毁伤破坏,方板的安装框架设计是一大难题,本试验设计的固支方板工装框架模型如图2所示。为研究不同边界倒角支撑效果,试验共设计了3种倒角的安装条,倒角半径R分别为 6 、9和12 mm,倒角的安装位置如图2所示。安装条通过内六角螺栓与安装框架上端面连接,为避免冲击过程中发生损伤破坏,倒角安装条采用45高强钢加工而成。试验方板材料为Q345B钢,尺寸为450 mm × 350 mm,厚度为2 mm,方板四周与工装框架模型焊接固定,焊接时应保证焊接表面紧密接触,方板在长边、短边方向与框架的接触长度均为50 mm,因此,试验过程中固支方板的有效试验区域尺寸为350 mm × 250 mm。

    图  2  工装框架内部示意图
    Figure  2.  Experimental inner frame structure

    冲击锤头的特征尺寸对固支方板的动态响应起到重要作用。当锤头尺寸较小时,方板通常在中心区域撕裂毁伤,边界支撑对固支方板的影响难以体现,难以满足试验要求,因此冲击锤头尺寸应与方板有效试验区域相当。本试验中冲击锤头长度方向尺寸为300 mm,宽度方向尺寸为210 mm,边界处倒角半径为30 mm,锤头表面为半径300 mm的球面,材质为45钢,球头表面采用淬火处理,硬度为HRC43。冲击锤头主要通过螺栓与过渡板连接,再通过螺栓孔与下导轨板连接。

    针对倒角半径分别为6、9和12 mm的边界支撑条件,共计开展12次冲击试验,即每类边界支撑条件下分别开展4次不同强度的冲击试验,具体工况如表1所示,其中:h为落锤高度,是指锤头平面与试验方板之间的距离;v为碰撞速度;M为落锤质量,包括质量块、上下导轨、过渡板和冲击锤头的质量;E为落锤动能;D为板中心位移。

    表  1  试验工况及试验结果
    Table  1.  Experiment cases and experiment results
    Experiment
    case
    Specimen No.R/mmh/mmv/(m·s−1)M/kgE/kJExperiment results
    D/mmFailure mode
    1S6-164002.802 0247.93441.2One-side tearing
    2S6-265003.132 0249.91745.7Double-side tearing
    3S6-366003.422 02411.90152.0One-side tearing
    4S6-467003.702 02413.88456.4Double-side tearing
    5S9-194002.802 0247.93439.3Plastic deformation
    6S9-295003.132 0249.91745.9One-side tearing
    7S9-396003.422 02411.90148.6Double-side tearing
    8S9-497003.702 02413.88455.8Double-side tearing
    9S12-1124002.802 0247.93439.8Plastic deformation
    10S12-2125003.132 0249.91744.6One-side tearing
    11S12-3126003.422 02411.90151.1One-side tearing
    12S12-4127003.702 02413.88456.9One-side tearing
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格

    强冲击载荷作用下不同边界支撑下固支方板的试验结果见表1,试验中固支方板出现的破坏模式主要有3种:塑性大变形、单边撕裂和双边撕裂,如图3图4所示。

    图  3  试件塑性变形破坏模式(S9-1试件)
    Figure  3.  Plastic deformation failure mode (S9-1 specimen)
    图  4  试件撕裂破坏模式
    Figure  4.  Tearing failure mode of specimens

    对于试验中出现的如图3所示的塑性大变形破坏模式,方板整体向内凹陷,长边方向为典型的抛物线形状变形模式,与短边方向的变形模式差异较大,近边界处凹陷坡度较大,中间较为平缓,这主要是由于受到冲击锤头的挤压形成的。此外,方板出现较明显的4条塑性铰线,塑性铰1、塑性铰2分别是由于试验方板与锤头边界和框架倒角边界相互作用而形成的,4条塑性铰中间部分均产生一定程度的颈缩,类似塑性铰在另两类破坏模式中同样存在。

    对于试验中出现的如图4所示的单边撕裂和双边撕裂破坏模式,由于受到试验方板制造工艺、模型焊接、落锤的实际操作等的影响,试验方板的破坏并未表现出对称性,如图4(a)中所示的S6-1试件,一边裂缝长度为207 mm,一边未出现裂缝;而图4(b)中所示的S6-4试件,双边撕裂裂缝长度分别为294和184 mm。固支方板的撕裂区域位于短边方向,裂缝基本处于倒角边缘位置,通过对裂缝局部放大后观察可以发现:在长度方向,裂缝中间区域破口基本呈45°,为典型的拉伸撕裂破坏,但随着裂缝向两端扩展,裂缝在厚度方向却呈现出两种不同失效模式混合的现象,在背离锤头面为拉伸撕裂,而在迎锤头面却表现为一定的剪切失效破坏,即图中的白色区域,此区域破口基本呈90°。

    图5图6图7分别显示同一落锤高度、不同边界倒角支撑作用下固支方板的毁伤破坏模式。综合对比可知:(1)边界倒角半径越小,固支方板在冲击载荷作用下越容易出现撕裂破坏,当边界支撑倒角半径为6 mm时,落锤高度为400 mm时方板即出现撕裂,而当倒角半径为9和12 mm时,需要落锤高度达到500 mm方板才能出现撕裂;(2)边界倒角半径对固支方板的撕裂位置具有一定影响,边界倒角半径越大,撕裂位置越向内部移动,说明边界倒角半径可改变方板边界处的应力集中位置。

    图  5  落锤高度为400 mm时边界倒角对固支方板毁伤的影响
    Figure  5.  Dynamic behavior of square plates under boundary conditions with 400 mm hammer height
    图  6  落锤高度为500 mm时边界倒角对固支方板毁伤的影响
    Figure  6.  Dynamic behavior of square plates under boundary conditions with 500 mm hammer height
    图  7  落锤高度为700 mm时边界倒角对固支方板毁伤的影响
    Figure  7.  Dynamic behavior of square plates under boundary conditions with 700 mm hammer height

    不同边界倒角半径和落锤高度对固支方板中心点位移的影响如图8所示。由图8可知,边界支撑对方板中心点位移的影响无明显规律,如落锤高度为400 mm时,虽然试件中心点位移随着边界倒角的增大先减小后增大,但总体而言,不同倒角下方板中心点的位移相差不大,最大偏差仅为3.4 mm,边界倒角的大小对固支方板中心点位移的影响基本可忽略,其他落锤高度同样适用。这主要是由于固支方板主要依托膜应力、塑性铰来消耗冲击能量,边界倒角虽然能改变塑性变形集中位置,但整体变形模式几乎不受影响。由图8(b)可以看出,试件中心点位移随着落锤高度的增加基本呈线性增长。

    图  8  不同边界倒角半径和落锤高度对固支方板中心位移的影响
    Figure  8.  Center displacement of square plates under different boundary chamfer radius and hammer height

    依据图8的结果,进一步分析边界倒角对固支方板整体变形模式的影响,图9图10分别表示落锤高度为500和700 mm时,边界倒角对固支方板整体变形的影响。由图9图10可以看出,对于同一落锤高度,无论在长边方向还是在短边方向,不同倒角支撑下固支方板的变形轮廓基本保持一致,可见边界倒角大小对方板整体变形模式的影响较小。

    图  9  落锤高度为500 mm时边界倒角半径对固支方板中心位移的影响曲线
    Figure  9.  Center displacement curves of plates under different boundary chamfer radius with 500 mm hammer height
    图  10  落锤高度为700 mm时边界倒角半径对固支方板中心位移的影响曲线
    Figure  10.  Center displacement curves of plates under different boundary chamfer radius with 700 mm hammer height

    强冲击载荷作用下边界倒角对固支方板的撕裂长度有较大影响。表2给出了不同工况下固支方板试件的裂缝长度统计结果,落锤冲击作用下,固支方板短边发生一边撕裂或两边撕裂具有一定的随机性,且即使发生两边撕裂,裂缝也呈现明显的不对称性。图11显示了边界倒角半径对试件裂缝总长度(包含所有裂缝长度)的影响规律。由图11可知,对于同一落锤高度,试件裂缝总长度随着边界倒角半径的增大基本呈减小趋势,出现的裂缝中,最长裂缝长度为294 mm,最短为125 mm。图12显示了边界倒角半径对长裂缝长度的影响规律。由图12可知,对于同一落锤高度,固支方板试件出现的长裂缝长度随着边界倒角半径的增大基本呈减小趋势。

    表  2  不同工况下固支方板的裂缝长度
    Table  2.  Crack length of square plates under different experiment cases
    Experiment
    case
    Specimen
    No.
    R/mmh/mmFailure modeCrack length/mm
    Crack 1Crack 2
    1S6-16400One-side tearing207
    2S6-26500Double-side tearing216125
    3S6-36600One-side tearing290
    4S6-46700Double-side tearing294184
    5S9-19400Plastic deformation
    6S9-29500One-side tearing195
    7S9-39600Double-side tearing250213
    8S9-49700Double-side tearing184132
    9S12-112400Plastic deformation
    10S12-212500One-side tearing170
    11S12-312600One-side tearing230
    12S12-412700One-side tearing280
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格
    图  11  边界倒角半径对固支方板裂缝总长度的影响
    Figure  11.  Total crack length of square plates underdifferent boundary chamfer radius
    图  12  边界倒角半径对固支方板长裂缝长度的影响
    Figure  12.  Longest crack length of square plates underdifferent boundary chamfer radius

    边界支撑倒角对固支方板的撕裂破坏起着重要作用,边界支撑倒角越小,方板越容易撕裂。本节主要借助数值仿真手段分析不同边界支撑条件对固支方板的深层次影响机理。

    图13显示了落锤高度为400 mm,边界倒角半径为6、9和12 mm时固支方板的仿真计算结果(等效塑性应变PEEQ云图),为便于比较不同边界倒角半径对固支方板动态响应的影响,仿真计算中并未采用失效模式,因此边界倒角半径为6 mm时的仿真计算结果与试验结果存在一定差别。考虑到应力状态对单元失效存在较大影响[14-16],将方板最大等效塑性应变所处单元(中心对称处)的应力三轴度提取出来进行分析,如图14所示。由图14可以看出,边界倒角越小,方板边界处的等效塑性应变越大。锤头与试验方板开始接触后,3种不同倒角下单元所处应力三轴度基本处于上升阶段;之后锤头与试验方板之间的作用相对平稳,各单元应力三轴度趋于稳定,波动基本处于[0.5,0.6]区间;随后由于锤头首次弹起,单元所处应力三轴度先小幅上升再下降。结合本试验研究结果来看,在锤头与试验方板相对平稳作用期间,即最大等效应变单元处的应力三轴度处于[0.5,0.6]区间时,试验方板发生撕裂,3种倒角下的等效塑性应变单元所处应力三轴度基本一致。

    图  13  落锤高度为400 mm时不同倒角半径固支方板的仿真计算结果
    Figure  13.  Simulation results of square plates under different boundary chamfer radius with 400 mm hammer height
    图  14  不同倒角下固支方板最大塑性应变点的应力状态
    Figure  14.  Stress triaxility of the max PEEQ element of square plates under different boundary chamfer radius

    表3为边界倒角半径不同时最大塑性应变单元的详细结果对比。ε11ε33分别表示方板厚度方向(1方向)、短边方向(3方向)的拉伸应变,ε13表示剪切应变,1、2、3所指方向如图13所示。由对比结果可以看出:边界倒角半径改变时,ε11ε33几乎未改变,基本处于[0.130,0.141]区间,而剪切应变ε13由0.210上升至0.268,提高了27.6%,倒角半径越小,边界对方板的剪切作用越明显。考虑到落锤高度为400 mm、倒角半径为9和12 mm时固支方板并未发生撕裂,可推断方板边界撕裂的临界应变位于[0.191,0.241]区间,且撕裂时刻所处应力三轴度位于[0.5,0.6]区间。

    表  3  最大塑性应变单元结果对比
    Table  3.  Comparison of the max PEEQ results
    Experiment
    case
    R/mmh/mmPlastic deformation Stress triaxility
    PEEQε11ε33ε13
    164000.241–0.1370.1390.268[0.5, 0.6]
    594000.191–0.1330.1300.219[0.5, 0.6]
    9124000.185–0.1410.1330.210[0.5, 0.6]
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格

    通过设计新型锤头,利用落锤试验机开展了倒角半径为6、9和12 mm固支方板的冲击试验,探讨了边界倒角对固支方板毁伤破坏模式、变形轮廓、撕裂长度、临界撕裂等的影响,得出以下结论。

    (1)落锤冲击作用下固支方板会出现塑性大变形、单边撕裂、两边撕裂3种典型的破坏模式,裂缝中间区域破口基本呈45°,表现出明显的拉伸撕裂破坏,随着裂缝向两端扩展,裂缝在厚度方向表现出两种不同的失效模式,在背离锤头面为拉伸撕裂,而在迎锤头面表现为一定的剪切失效破坏,这与爆炸冲击载荷方板撕裂破口区域的毁伤破坏模式存在一定的不同。

    (2)边界倒角对固支方板的中心点位移、整体变形模式影响较小,主要对边界处的裂缝产生较大影响,对于同一落锤高度,试件裂缝总长度随着边界倒角半径的增大呈减小趋势,长裂缝长度随着边界倒角半径的增大呈减小趋势。

    (3)结合数值仿真计算发现,边界倒角主要改变单元的剪切应变,即倒角半径越小,产生的剪切效果越明显。依据本研究的分析结果,方板边界撕裂时刻所处应力三轴度位于[0.5,0.6]区间,临界撕裂应变位于[0.191,0.241]区间。

  • 图  平板压缩实验流程

    Figure  1.  Flow chart of plate compression experiment

    图  不同SOC电池的载荷温度变化情况

    Figure  2.  Variation of load temperature of different SOC SIBs

    图  电池的峰值载荷和峰值温度变化

    Figure  3.  Peak load and peak temperature variation of SIBs

    图  不同压缩速度下电池的破坏形貌及电压、载荷、温度的变化

    Figure  4.  Damage morphology, voltage, load and temperature variation of batteries at different compression velocities

    图  SIBs平板压缩热失控过程分析

    Figure  5.  Analysis of thermal runaway process of sodium batteries flat plate compression

    图  受损电池充电过程的电压-时间曲线

    Figure  6.  Voltage-time curves of charging process of damaged battery

    图  受损电池充电过程的电流-时间曲线

    Figure  7.  Current-time curves of charging process of damaged battery

    图  受损电池的放电电压-时间曲线

    Figure  8.  Discharge voltage-time curves of damaged batteries

    图  不同受损程度电池的放电容量

    Figure  9.  Discharge capacity of batteries with different degrees of damage

  • [1] 李梦. 圆柱形动力锂离子电池在机械滥用下的安全及防护研究 [D]. 太原: 太原理工大学, 2021.

    LI M. Research on safety and protection of cylindrical power lithium-ion battery under mechanical abuse [D]. Taiyuan: Taiyuan University of Technology, 2021.
    [2] 杜志明, 陈佳炜. 锂离子电池热失控危险性研究进展 [J]. 安全与环境学报, 2021, 21(4): 1523–1532. doi: 10.13637/j.issn.1009-6094.2020.0201

    DU Z M, CHEN J W. Research progress on the risks of the thermal runaway in lithium-ion batteries [J]. Journal of Safety and Environment, 2021, 21(4): 1523–1532. doi: 10.13637/j.issn.1009-6094.2020.0201
    [3] 尹丽琼, 韦安定, 韦财金. 大数据下电动汽车动力电池故障诊断技术现状与发展趋势 [J]. 时代汽车, 2023(13): 154–156. doi: 10.3969/j.issn.1672-9668.2023.13.052

    YIN L Q, WEI A D, WEI C J. Status quo and development trend of electric vehicle power battery fault diagnosis technology under big data [J]. Auto Time, 2023(13): 154–156. doi: 10.3969/j.issn.1672-9668.2023.13.052
    [4] 胡英瑛, 温兆银, 芮琨, 等. 钠电池的研究与开发现状 [J]. 储能科学与技术, 2013, 2(2): 81–90. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2013.02.001

    HU Y Y, WEN Z Y, RUI K, et al. State-of-the-art research and development status of sodium batteries [J]. Energy Storage Science and Technology, 2013, 2(2): 81–90. doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2013.02.001
    [5] LIU Q H, ZHENG Y R, ZENG Y C, et al. Temperature instantaneous online monitoring methods of thermal runaway based on electrode process principle [J]. Surfaces and Interfaces, 2023, 42: 103326. doi: 10.1016/j.surfin.2023.103326
    [6] 杨馨蓉, 车海英, 杨轲, 等. 硬碳负极材料的热稳定性及其钠离子电池安全性能评测 [J]. 过程工程学报, 2022, 22(4): 552–560. doi: 10.12034/j.issn.1009-606X.220420

    YANG X R, CHE H Y, YANG K, et al. Evaluation of safety performance and thermal stability of hard carbon anode for sodium-ion battery [J]. The Chinese Journal of Process Engineering, 2022, 22(4): 552–560. doi: 10.12034/j.issn.1009-606X.220420
    [7] 位方林. 钠离子电池充放电过程中的热力学熵变特性研究 [D]. 郑州: 郑州大学, 2022.

    WEI F L. Research on thermodynamic entropy change characteristics during charge and discharge for sodium ion batteries [D]. Zhengzhou: Zhengzhou University, 2022.
    [8] 徐雄文, 聂阳, 涂健, 等. 普鲁士蓝正极软包钠离子电池的滥用性能 [J]. 储能科学与技术, 2022, 11(7): 2030–2039. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2021.0686

    XU X W, NIE Y, TU J, et al. Abuse performance of pouch-type Na-ion batteries based on Prussian blue cathode [J]. Energy Storage Science and Technology, 2022, 11(7): 2030–2039. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2021.0686
    [9] ROBINSON J B, FINEGAN D P, HEENAN T M M, et al. Microstructural analysis of the effects of thermal runaway on Li-ion and Na-ion battery electrodes [J]. Journal of Electrochemical Energy Conversion and Storage, 2018, 15(1): 011010. doi: 10.1115/1.4038518
    [10] KONDOU H, KIM J, WATANABE H. Thermal analysis on Na plating in sodium ion battery [J]. Electrochemistry, 2017, 85(10): 647–649. doi: 10.5796/electrochemistry.85.647
    [11] VELUMANI D, BANSAL A. Thermal behavior of lithium-and sodium-ion batteries: a review on heat generation, battery degradation, thermal runway-perspective and future directions [J]. Energy & Fuels, 2022, 36(23): 14000–14029. doi: 10.1021/acs.energyfuels.2c02889
    [12] PALANISAMY M, REDDY BODDU V R, SHIRAGE P M, et al. Discharge state of layered P2-type cathode reveals unsafe than charge condition in thermal runaway event for sodium-ion batteries [J]. ACS Applied Materials & Interfaces, 2021, 13(27): 31594–31604. doi: 10.1021/acsami.1c04482
    [13] 李威. 基于精细模型的锂离子电池变形失效研究 [D]. 北京: 清华大学, 2019.

    LI W. Study on lithium-ion battery deformation and failure based on detailed modeling [D]. Beijing: Tsinghua University, 2019.
    [14] 李梦, 柳小伟, 张舒, 等. 轴向压缩下圆柱形动力锂离子电池的性能 [J]. 高压物理学报, 2021, 35(3): 035302. doi: 10.11858/gywlxb.20200647

    LI M, LIU X W, ZHANG S, et al. Performance of cylindrical power lithium-ion battery under axial compression [J]. Chinese Journal of High Pressure Physics, 2021, 35(3): 035302. doi: 10.11858/gywlxb.20200647
    [15] 苟思涛. 方形锂离子电池在机械滥用下的安全性研究 [D]. 西安: 长安大学, 2022.

    GOU S T. Study on the safety of prismatic lithium-ion battery under mechanical abuse [D]. Xi’an: Chang’an University, 2022.
    [16] 杨小龙, 罗卫, 樵燊, 等. 镍钴铝三元锂电池容量“跳水”机理研究 [J]. 湖南大学学报(自然科学版), 2023, 50(6): 171–179. doi: 10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2023305

    YANG X L, LUO W, QIAO S, et al. Research on capacity plunge mechanisms of NCA/graphite lithium-ion batteries [J]. Journal of Hunan University (Natural Sciences), 2023, 50(6): 171–179. doi: 10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2023305
    [17] 李晨, 刘桂林, 王春宁, 等. 热失控下锂电池内部反应综述 [J]. 电源技术, 2020, 44(12): 1851–1854. doi: 10.3969/j.issn.1002-087X.2020.12.035

    LI C, LIU G L, WANG C N, et al. Review of internal chemical reactions of Li-ion battery under thermal runaway [J]. Chinese Journal of Power Sources, 2020, 44(12): 1851–1854. doi: 10.3969/j.issn.1002-087X.2020.12.035
    [18] 范文杰, 薛鹏程, 王根伟, 等. 压缩载荷作用下锂离子电池的安全性能 [J]. 高压物理学报, 2019, 33(6): 065901. doi: 10.11858/gywlxb.20190752

    FAN W J, XUE P C, WANG G W, et al. Safety performance of power lithium ion battery under compressive load [J]. Chinese Journal of High Pressure Physics, 2019, 33(6): 065901. doi: 10.11858/gywlxb.20190752
    [19] ZHANG X W, WIERZBICKI T. Characterization of plasticity and fracture of shell casing of lithium-ion cylindrical battery [J]. Journal of Power Sources, 2015, 280: 47–56. doi: 10.1016/j.jpowsour.2015.01.077
    [20] NAGUIB M, ALLU S, SIMUNOVIC S, et al. Limiting internal short-circuit damage by electrode partition for impact-tolerant Li-ion batteries [J]. Joule, 2018, 2(1): 155–167. doi: 10.1016/j.joule.2017.11.003
    [21] WANG Q S, MAO B B, STOLIAROV S I, et al. A review of lithium ion battery failure mechanisms and fire prevention strategies [J]. Progress in Energy and Combustion Science, 2019, 73: 95–131. doi: 10.1016/j.pecs.2019.03.002
    [22] VILLURI R T, SINGH M, BECK Y. Experimental analysis of electric vehicle’s Li-ion battery with constant pulse and constant voltage charging method [J]. International Journal of Energy Research, 2022, 46(15): 22365–22385. doi: 10.1002/er.8708
  • 加载中
图(9)
计量
  • 文章访问数:  166
  • HTML全文浏览量:  62
  • PDF下载量:  22
出版历程
  • 收稿日期:  2024-03-08
  • 修回日期:  2024-04-07
  • 网络出版日期:  2024-11-25
  • 刊出日期:  2024-12-05

目录

/

返回文章
返回