不同衰退状态磷酸铁锂电池组件的燃烧测试

退役后的磷酸铁锂电池不仅性能有衰退, 其安全性也可能发生了变化。选用四种衰退状态,容量保持率(capacity retention ratio,CRR)分别为100%、85%、75%及65%的磷酸铁锂动力电池为研究对象,采用锥形量热仪(CONE)对电池关键组件(含电解液的正极片、负极片及隔膜)的燃烧性和生烟性进行了研究。结果表明,随着电池容量保持率的下降,电池组件中负极的有效燃烧热值有所下降。

将电池调整至满电态,置于手套箱(氩气惰性 气氛保护)中拆解,分别取一片正极、负极及隔膜, 裁剪至面积均为 10 cm×10 cm 的平片。基于 ISO5660-1 标准,设置排 气流量 24 L/s,辐照强度 50 kW/m2 。

在 50 kW/m2 的热辐射强度下,电池组 件 3 s 内引燃;从燃烧热效应来看,不同衰退状态 电池组件中均是负极总释放热和有效燃烧热最大, 负极的总释放热值范围在 1 ~ 2 MJ/m2 。随着容量 保持率下降,负极有效燃烧热值从 40 ~ 60 MJ/kg (100%CRR)降到低于 30 MJ/kg(65%)。