在本文中,測(cè)量了一種可充電鋰離子電池(型號(hào)為18650)在全部荷電范圍內(nèi)使用四種不同的陰級(jí)材料,在電池失效時(shí),測(cè)量所釋放出來的能量的大小,所釋放的能量大小用彈式熱量計(jì)來測(cè)量。將電池放置在一個(gè)充滿氮?dú)獾膲毫θ萜髦校⑹褂秒娂訜崞鬟M(jìn)行加熱引發(fā)電池的熱失控。由于存在氮?dú)?,可以很好地避免電池在加熱過程中發(fā)生燃燒。電池故障所釋放出來的能量ΔH主要由兩部分組成,一部分是存儲(chǔ)在電池中的電能E(電池電位×電荷),另一部分是電池各個(gè)組分相互反應(yīng)或者是熱分解所釋放出的化學(xué)能ΔUrxn。本文還確定了電池中各個(gè)組分通過反應(yīng)與熱分解所釋放出的化學(xué)能ΔUrxn及存儲(chǔ)在電池中的電能E對(duì)電池故障所釋放出來的能量ΔH占比的大小。測(cè)量了電池失效后所產(chǎn)生的易揮發(fā)可燃熱分解產(chǎn)物的質(zhì)量,以此來評(píng)價(jià)可充電鋰電池的消防安全隱患。在電池安全隱患方面,電池溫度上升是造成熱失控的主要原因,電池溫度上升的大小與速度與電池故障所釋放出的能量相關(guān)。
圖1 所采購回來的電池
圖2 實(shí)驗(yàn)所用的氮?dú)鈮毫θ萜鲌D
在本實(shí)驗(yàn)中所使用的可充電鋰電池都是從市場(chǎng)上采購回來的,所使用的負(fù)級(jí)材料有四種,所采購回來的電池如圖1所示,實(shí)驗(yàn)中所使用的氮?dú)鈮毫θ萜魅鐖D2所示: