[發(fā)明專利]一種電池絕熱熱失控過程參數(shù)獲取方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010008191.1
• 申請日: 2020-01-06
• 公開（公告）號: CN111199106B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發(fā)明（設(shè)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(quán)）人: 上海空間電源研究所;上海動力儲能電池系統(tǒng)工程技術(shù)有限公司;南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)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(chǎn)權(quán)代理有限公司 31323
• 代理人: 賈慧琴;包姝晴

本發(fā)明公開了一種電池絕熱熱失控過程參數(shù)獲取方法，包含：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(shù)之間的關(guān)系，該熱失控參數(shù)包含：鋰離子電池絕熱熱失控過程中的自發(fā)熱溫度T₁，溫度突變溫度點T₂，化學(xué)反應(yīng)前向因子A，反應(yīng)活化能E_a，化學(xué)反應(yīng)放熱總量ΔH_chem，內(nèi)短路放熱總量ΔH_ele，總放熱量ΔH；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分為不同階段；S3，基于上述熱失控測試結(jié)果，獲得電池絕熱熱失控過程參數(shù)。本發(fā)明基于鋰離子電池絕熱熱失控過程分析，解決了電池絕熱熱失控參數(shù)難以獲取的問題，可用于電池安全性的評價。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋰離子電池安全性分析領(lǐng)域，涉及一種電池絕熱熱失控過程參數(shù)獲取方法。

背景技術(shù)

由于鋰離子電池具有工作電壓高、能量密度大、放電倍率高、循環(huán)壽命長、無記憶效應(yīng)、對環(huán)境無污染等優(yōu)點，已大規(guī)模的應(yīng)用于通訊、新能源汽車、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域。同時由于鋰離子電池具有輸出功率高、溫度范圍廣、自放電率低等優(yōu)點，也廣泛的應(yīng)用于國防領(lǐng)域。

鋰離子的安全性是電池使用過程中需首先考慮的問題。近年來，電動汽車的電池系統(tǒng)的熱失控事故層出不窮，危害了人們的生命財產(chǎn)安全，同時打擊了公眾對電動汽車的信心。

然而，鋰離子電池的內(nèi)部狀態(tài)很難直接測量，限制了很多方法在鋰離子安全性研究中的應(yīng)用。如何評估鋰離子電池的安全性，也成為了亟需解決的問題。

為解決這個問題，研究人員試圖通過模型的方法，對電池的熱失控過程進行分析，進而對電池的安全等級進行監(jiān)控。

發(fā)明專利201611148472.7提出了一種鋰離子電池過充電熱失控建模方法。該方法通過對鋰離子電池進行絕熱過充電熱失控實驗，對鋰離子電池絕熱過充電熱失控過程進行階段劃分，確定不同階段對應(yīng)的電池內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)，最終建立第一鋰離子電池在絕熱過充電熱失控實驗過程中的數(shù)學(xué)模型。但該模型建立過程中，所涉及的熱失控參數(shù)來源于對材料的測試，在電池內(nèi)部各材料所發(fā)生的化學(xué)及電化學(xué)過程將發(fā)生變化，且熱失控過程中電池內(nèi)部發(fā)生的反應(yīng)極為復(fù)雜，無法直接用單純材料的特性直接代表其在電池內(nèi)部的反應(yīng)特性。

發(fā)明專利201410470610.8提出了一種鋰離子電池絕熱熱失控的建模方法。該建模方法提出通過對鋰離子電池絕熱熱失控過程進行階段劃分，并確定不同階段對應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，從而建立鋰離子電池在絕熱熱失控實驗過程中的數(shù)學(xué)模型。但在該模型的建立過程中，部分參數(shù)來源于文獻值或單純材料測試值，無法準(zhǔn)確反應(yīng)熱失控過程中真實的內(nèi)部過程。

因此，亟需要設(shè)計一種獲取電池絕熱熱失控過程參數(shù)的方法，該參數(shù)能用于電池的安全性評估。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決鋰離子電池的內(nèi)部狀態(tài)很難直接測量以及如何根據(jù)實驗測試數(shù)據(jù)評估電池安全性的問題，而設(shè)計一種電池絕熱熱失控過程參數(shù)獲取方法。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種電池絕熱熱失控過程參數(shù)獲取方法，其包含以下步驟：

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(shù)之間的關(guān)系，所述的電池絕熱熱失控參數(shù)包含：鋰離子電池絕熱熱失控過程中的自發(fā)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(xué)反應(yīng)前向因子A，鋰離子電池絕熱熱失控過程中的反應(yīng)活化能E_a，鋰離子電池絕熱熱失控過程中化學(xué)反應(yīng)放熱總量ΔH_chem，鋰離子電池絕熱熱失控過程中內(nèi)短路放熱總量ΔH_ele，鋰離子電池絕熱熱失控過程中總放熱量ΔH；