[發明專利]一種電池絕熱熱失控過程參數獲取方法

有效

• 申請號: 202010008191.1
• 申請日: 2020-01-06
• 公開（公告）號: CN111199106B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 呂桃林;羅英;羅偉林;閔凡奇;郭滿毅;晏莉琴;解晶瑩;雷博;辛清明
• 申請（專利權）人: 上海空間電源研究所;上海動力儲能電池系統工程技術有限公司;南方電網科學研究院有限責任公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;H01M10/0525
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 賈慧琴;包姝晴

1.一種電池絕熱熱失控過程參數獲取方法，其特征在于，該方法包含以下步驟：

S1，對鋰離子電池絕熱熱失控過程進行建模，得到絕熱過程溫度變化與電池絕熱熱失控參數之間的關系，所述的電池絕熱熱失控參數包含：鋰離子電池絕熱熱失控過程中的自發熱溫度T₁，鋰離子電池絕熱熱失控過程溫度突變溫度點T₂，鋰離子電池絕熱熱失控過程中的化學反應前向因子A，鋰離子電池絕熱熱失控過程中的反應活化能E_a，鋰離子電池絕熱熱失控過程中化學反應放熱總量，鋰離子電池絕熱熱失控過程中內短路放熱總量，鋰離子電池絕熱熱失控過程中總放熱量；

S2，對鋰離子電池進行絕熱熱失控測試，基于電池絕熱熱失控過程中的溫度變化曲線、溫升速率曲線，將電池的熱失控過程根據溫度變化特點分為不同階段；

S3，基于鋰離子電池絕熱熱失控測試結果，獲得電池絕熱熱失控過程參數；

其中，S3包含以下步驟：

S3.1，鋰離子電池絕熱熱失控過程中的自發熱溫度T₁對應著電池內部自產熱反應的始點：若電池溫度高于T₁，就可能出現熱量的不斷累積，直至熱失控；鋰離子電池絕熱熱失控過程溫度突變溫度點T₂對應著電池內部溫度急劇升高的始點：T₂越高，其熱失控抗性越好，越不容易發生熱失控；

S3.2，對于鋰離子電池絕熱熱失控過程中的化學反應前向因子A與鋰離子電池絕熱熱失控過程中的反應活化能E_a，利用對T₁~T₂中的實驗數據進行線性擬合得到；

S3.3，鋰離子電池絕熱熱失控過程中化學反應放熱總量利用，對T₁~T₂中溫度數據進行非線性最小二乘辨識得到；

S3.4，鋰離子電池絕熱熱失控過程中總放熱量利用得到，T₃對應的溫度是電池絕熱熱失控過程中能夠達到的極端最高溫度；

S3.5，鋰離子電池絕熱熱失控過程中內短路放熱總量利用得到；

其中，T為鋰離子電池絕熱熱失控過程中的溫度，T₁為鋰離子電池絕熱熱失控過程中的自發熱溫度，T₂為鋰離子電池絕熱熱失控過程溫度突變溫度點，t為鋰離子電池絕熱熱失控的時間，c₀為鋰離子電池絕熱熱失控過程中化學反應的反應物歸一化濃度初始值，A為鋰離子電池絕熱熱失控過程中的化學反應前向因子，E_a為鋰離子電池絕熱熱失控過程中的反應活化能，R為理想氣體常數，c(t)為鋰離子電池絕熱熱失控過程中化學反應的反應物歸一化濃度，為鋰離子電池絕熱熱失控過程中化學反應放熱總量，為鋰離子電池絕熱熱失控過程中內短路放熱總量，為鋰離子電池絕熱熱失控過程中總放熱量，為鋰離子電池絕熱熱失控過程中化學反應放熱功率，為鋰離子電池絕熱熱失控過程中內短路放熱功率，Q為鋰離子電池絕熱熱失控過程中總放熱功率，M為鋰離子電池總質量，C_p為鋰離子電池比熱容。

2.如權利要求1所述的電池絕熱熱失控過程參數獲取方法，其特征在于，步驟S2中，對鋰離子電池的絕熱熱失控過程進行測試包含：利用絕熱加速量熱儀對電池進行“加熱-等待-搜尋”模式的測試。

3.如權利要求1所述的電池絕熱熱失控過程參數獲取方法，其特征在于，步驟S2中，所述的不同階段包含：

第一階段，為加熱開始~進入絕熱跟蹤；

第二階段，為進入絕熱跟蹤~升溫速率開始減慢；

第三階段，為升溫速率開始減慢~溫度開始快速上升；

第四階段，為溫度開始快速上升—溫度急劇上升；

第五階段，為溫度急劇上升~升溫放緩；

第六階段，為升溫放緩~最高溫度。

4.如權利要求1所述的電池絕熱熱失控過程參數獲取方法，其特征在于，所述的步驟3還包含：

S3.6，利用所得所述的電池絕熱熱失控參數，對熱失控整體過程進行仿真，與測試結果進行對比。