机械工程学报

作者：周兴振, 孙丙香, 张维戈, 王志豪, 黄勤河

单位：北京交通大学国家能源主动配电网技术研发中心 北京 100044

关键词：钛酸锂,动力电池,针刺,内短路；

基金：国家自然科学基金资助项目(52177206)。

电池内短路安全风险是评价电池安全特性的重要因素，通过对 4 种典型钛酸锂动力电池分别进行两种不同荷电状态下的针刺试验研究，分析钛酸锂动力电池在针刺内短路场景下的风险特性，并结合材料表征和伪 2 维(Pseudo-two-dimensions，P2D)模型仿真分析的手段研究电池针刺内短路过程的反应机理和影响因素。研究结果表明，钛酸锂电池由于负极材料较低的电导率，在针刺内短路场景下可以有效减小负极材料-正极集流体之间短路过程的电流密度，降低内短路风险，使钛酸锂电池具有较强的抗针刺滥用能力。在过充状态下针刺，不同类型钛酸锂电池反应剧烈程度差异明显，存在完全热失控、局部热失控、不热失控 3 种风险状态，电池反应剧烈程度受电池封装形式和隔膜类型的影响，分析证明电池针刺反应剧烈程度与隔膜陶瓷涂覆量呈负相关关系。研究结果为提升锂离子电池内短路安全设计提供了参考。

来源：2023年第22期

《机械工程学报》期刊编辑部

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