針刺工況下鋰電池未觸發(fā)熱失控的失效分析

趙穎1郝紀(jì)波1楊杰1羅錦艷1王揚(yáng)衛(wèi)2王月強(qiáng)3

1.西南大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院2.北京理工大學(xué)沖擊環(huán)境材料技術(shù)國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室3.重慶長(zhǎng)安汽車股份有限公司

摘要：為明確針刺工況下鋰電池未觸發(fā)熱失控的失效機(jī)理，開展了電池單體及電池模組的針刺試驗(yàn)及有限元仿真研究.首先，基于鋰電池生熱及傳熱理論明確了鋰電池產(chǎn)生熱失控的條件.其次，開展了鋰電池單體在不同針刺速度(5 mm/s、 25 mm/s)及不同針刺深度(10 mm、 13 mm)下的針刺試驗(yàn).試驗(yàn)結(jié)果表明：針刺速度對(duì)電池單體的失效模式影響較小，同時(shí)未刺穿的電池單體相較于其完全刺穿下?lián)碛懈鼊×业膲航岛透叩臏囟?基于此開展了電池模組針刺試驗(yàn)，獲得了電池模組電壓失效形式及溫度傳播規(guī)律.最后，為驗(yàn)證上述針刺試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，針對(duì)13 mm完全刺穿深度工況，分別對(duì)電池單體及電池模組開展了有限元仿真分析.結(jié)果表明：仿真工況下電池單體及電池模組的電壓及溫度變化趨勢(shì)與試驗(yàn)條件下的變化趨勢(shì)具有良好的一致性.

關(guān)鍵詞：鋰電池;針刺工況;熱失控;失效分析;有限元仿真;