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锂电池热失控内部特征的仿真研究
发布日期 2025
随着目前储能系统市场需求,电芯容量尺寸大型化已成趋势,与此同时研究电池内部热失控特征十分重要。在本研究中,通过COMSOL固体传热模块,建立细化的热失控单体模型来研究电池内部热失控特征,并且提出了触发能量作为不同热滥用工况下评价锂离子电池热安全性的重要指标,随后基于建立并验证的模型研究电池设计参数电池厚度以及卷芯数对热失控行为的影响。在COMSOL几何中,详细构建电芯铝制外壳及内部空气域,很好的验证了由于空气热扩散系数小于电池材料而导致的传热速度不一致现象。仿真的结果表明双卷芯的大容量电池热失控内部传递过程可分为四个特征阶段,仅增加卷芯数或减小电池厚度均会加速电池内部热失控传递大幅减小热量传递时间,但对电池特征温度影响较小。针对本研究对象280Ah方型磷酸铁锂电池,最小热失控触发能量为670kJ,占电池理论能量的20.8%,且电池内部能量约34.5%在热失控前释放,电池温度触发电池热失控后迅速释放约65.5%的能量。触发能量的概念可以为电池热失控及其传播机制及建模研究提供除特征温度外的新思路。
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- 能源-中国科学技术大学-磷酸铁锂电池化学动力学分析及内部热扩散仿真.pptx - 20.32MB
