由(you)于9系(xi)鋰(li)電(dian)池(chi)(chi)具有超(chao)高的(de)能量密度，受到了(le)致力于提高新能源汽車(che)續航里程的(de)主機廠的(de)密切關(guan)注。但高能量密度伴隨著(zhu)潛在(zai)的(de)高危險(xian)性(xing)，因(yin)此獲得9系(xi)電(dian)池(chi)(chi)的(de)熱(re)(re)失(shi)(shi)控(kong)特征參數尤為重要，但是(shi)9系(xi)鋰(li)電(dian)池(chi)(chi)的(de)熱(re)(re)失(shi)(shi)控(kong)過程非常劇(ju)烈，有較大(da)概率(lv)會損傷儀器，因(yin)此9系(xi)鋰(li)電(dian)池(chi)(chi)的(de)絕熱(re)(re)熱(re)(re)失(shi)(shi)控(kong)實(shi)驗(yan)數據十分缺乏(fa)，電(dian)池(chi)(chi)熱(re)(re)管理設計也缺少實(shi)驗(yan)數據的(de)支(zhi)撐。

本文(wen)利用杭州仰儀科技有限(xian)公司BAC-420A大型電池(chi)絕熱(re)量熱(re)儀(yi)進行了(le)130Ah的9系NCM超(chao)高鎳(nie)鋰離子電池(chi)的絕熱(re)熱(re)失控(kong)測試，獲得該電池(chi)熱(re)(re)失控過程(cheng)的相關熱(re)(re)力學(xue)特征參數等信(xin)息。相關結(jie)果有助于幫(bang)助研究人員明確9系電池(chi)的熱(re)(re)失控危害(hai)性，優化(hua)電池(chi)安(an)全設計。

實(shi)驗樣(yang)品：130Ah 9系NCM鋰離子電池*1，260mm*100mm*25mm，100%SOC。

實(shi)驗儀器(qi)：杭(hang)州仰儀科技BAC-420A大型電池絕(jue)熱量熱儀；

工作模式(shi)：HWS模式(shi)、溫差基線模式(shi)；

標(biao)準(zhun)鋁塊(kuai)：6061鋁合金材質。

3.1 溫差基線校(xiao)正：利用與電池大小形狀一致的標準(zhun)鋁塊(kuai)進行(xing)(xing)溫差基線模式(shi)實驗，對熱電偶(ou)及儀器進行(xing)(xing)校(xiao)正；

3.2 標準(zhun)鋁塊HWS實驗(yan)(yan)：利用標準(zhun)鋁塊進行HWS模式實驗(yan)(yan)，驗(yan)(yan)證溫差基(ji)線校正(zheng)的效果及實驗(yan)(yan)過程中(zhong)儀器的絕熱性(xing)能；

3.3 電池HWS實(shi)驗：為了(le)防止(zhi)9系電池熱(re)失控損壞爐(lu)腔，因此在電池外部增(zeng)加了(le)如圖2所示(shi)的(de)金(jin)屬(shu)網防護罩，以HWS模式進行絕熱(re)熱(re)失控實(shi)驗；

3.4 標準鋁塊HWS實(shi)驗：電池(chi)HWS實(shi)驗結束后(hou)，用標準鋁塊重(zhong)新進行HWS驗證實(shi)驗，用于驗證熱失控后(hou)儀器功能是否正(zheng)常(chang)及傳感器漂移程度(du)。

如圖3(a)所示，電池在82.68℃下的自放熱溫升速率達到了0.02℃/min的T_onset檢測(ce)閾值；在131.67℃達到泄壓(ya)溫度T_v，泄(xie)壓閥(fa)打開(kai)；隨后在(zai)169.49℃達到熱失控起(qi)始溫度T_TR (60℃/min)，電(dian)池發生熱失控(kong)，數秒內(nei)溫度快速升高至約1090℃，最大溫升速率(lv)(dT/dt)_max超過40000℃/min。并且(qie)通(tong)過圖4所示的(de)抗(kang)爆箱內(nei)外部的(de)監控畫面(mian)(mian)，可以發現電池的(de)熱(re)失(shi)控過程(cheng)十分劇烈(lie)，在極短的(de)時間內(nei)噴射出強烈(lie)的(de)射流火及大量濃煙，同時瞬間產生(sheng)的(de)高溫高壓氣(qi)流對實驗室墻面(mian)(mian)產生(sheng)了一定的(de)沖擊作用(yong)。

通過觀(guan)察電(dian)(dian)(dian)池(chi)殘骸可以發現，泄(xie)壓(ya)(ya)閥位(wei)置崩裂，同時(shi)電(dian)(dian)(dian)池(chi)殘骸基本僅剩外部(bu)鋁殼，內(nei)部(bu)電(dian)(dian)(dian)池(chi)材料幾乎全(quan)部(bu)從(cong)泄(xie)壓(ya)(ya)口噴出，熱失(shi)控后電(dian)(dian)(dian)池(chi)的質量(liang)損失(shi)率達(da)到了85.97%，也(ye)側面表(biao)明了9系電(dian)(dian)(dian)芯的熱失(shi)控劇烈程度。

在電池實驗(yan)(yan)(yan)前，通(tong)過(guo)標(biao)準鋁塊(kuai)的HWS實驗(yan)(yan)(yan)驗(yan)(yan)(yan)證了(le)(le)儀器良好(hao)的絕(jue)熱性能(neng)(neng)，如(ru)圖6(a)，每(mei)個溫度臺階鋁塊(kuai)的溫升速(su)率(lv)均(jun)小于(yu)±0.002℃/min；電池測試后，為了(le)(le)確認(ren)儀器能(neng)(neng)否在承受9系鋰電池的劇烈爆炸后仍然能(neng)(neng)正常使用，重新(xin)進行一次標(biao)準鋁塊(kuai)的HWS實驗(yan)(yan)(yan)。通(tong)過(guo)圖6(b)可以發(fa)現，實驗(yan)(yan)(yan)過(guo)程中(zhong)儀器運行良好(hao)，并且每(mei)一個臺階的溫升速(su)率(lv)均(jun)低于(yu)±0.002℃/min，絕(jue)熱性能(neng)(neng)依然優異，說(shuo)明(ming)儀器功能(neng)(neng)完好(hao)，同時傳感(gan)器未(wei)出現明(ming)顯漂移(yi)。

大容(rong)量(liang)9系超高(gao)鎳(nie)NCM鋰(li)電(dian)池絕(jue)熱熱失控(kong)的(de)劇烈(lie)程度(du)高，實(shi)驗(yan)室(shi)應具備足夠的(de)泄壓泄爆面積（建議50平米(mi)以上），同(tong)時(shi)實(shi)驗(yan)室(shi)墻面應進行(xing)加固(gu)。