El descontrol térmico de la batería de iones de litio comienza principalmente con reacciones secundarias de Liberación de calor entre el material del electrodo positivo y el electrolito. el electrodo positivo libera oxígeno y desencadena la combustión del electrolito y la liberación de calor en cadena, lo que resulta en humo, incendio o explosión de la batería. Por lo tanto, la prueba directa del comportamiento térmico del sistema mixto de placa positiva y electrolito puede reflejar mejor el estado real de Seguridad térmica de la batería que el electrodo de prueba separado.

El método de medición térmica de escaneo diferencial (dsc) tiene una alta sensibilidad y precisión cuantitativa, puede capturar con precisión los cambios de absorción y liberación de calor del sistema híbrido durante el proceso de calentamiento, determinar los parámetros básicos de Seguridad térmica, como la temperatura de Liberación de calor inicial, la temperatura máxima y la Entalpía de Liberación de calor, y es un método estándar comúnmente utilizado en la investigación del descontrol térmico de la batería. Este experimento consiste en probar el sistema mixto de placa positiva ternaria y electrolito de carbonato con un termómetro de escaneo diferencial, analizar la Ley de reacción térmica, evaluar el riesgo térmico y proporcionar soporte de datos para el diseño seguro de la batería.

I. pasos operativos del experimento

1. principios experimentales

Bajo el control de temperatura del programa, el DSC mide la diferencia de flujo de calor entre la muestra y el crisol de referencia. Cuando el sistema mixto de electrodo positivo y electrolito se calienta, se producirán una serie de reacciones exotérmicas, como reacciones secundarias sei, oxidación electrolítica, liberación de oxígeno del electrodo positivo y combustión electrolítica, formando picos exotérmicos característicos en la curva, de los cuales se puede evaluar cuantitativamente la estabilidad térmica.

2. materiales e instrumentos experimentales

Muestra experimental: placa positiva de la batería de iones de litio ternário, electrolito de carbonato comercial.

Instrumento de prueba: DZ - dsc300 termómetro de escaneo diferencial

3. configuración de los parámetros experimentales

Atmósfera de protección del programa de prueba: argón, flujo de 50 ml / min; Rango de calentamiento: 30 ° C a 350 ° c; Tasa de calentamiento: 10 ° C / min; Referencia: crisol sellado vacío.

4. mapa de pruebas

5. análisis de datos

La temperatura de Liberación de calor inicial del sistema de mezcla anticipada de reacción térmica es de 206,1 ° c, aproximadamente 15 ° C menos que la placa positiva pura, lo que indica que el electrolito agrava significativamente la reacción térmica positiva. El aumento de la intensidad de la liberación de calor alcanza una Entalpía total de Liberación de calor de 261,5j / g, que es mucho más alta que el electrodo positivo puro, principalmente debido a la oxidación de oxígeno del electrodo positivo, que produce una fuerte liberación de calor en cadena. El Pico principal de Liberación de calor concentrado en el rango de reacción se encuentra entre 200 ° C y 230 ° c, que es una zona de temperatura peligrosa clave para el descontrol térmico de la batería.

II. conclusiones experimentales

El sistema mixto de placa positiva y electrolito comenzó a liberar calor violentamente a 206,1 ° c, alcanzando un pico de 207,3 ° c, con una Entalpía de Liberación de aproximadamente 261,5j / G. El electrolito reduce significativamente la temperatura de estabilización térmica del electrodo positivo y aumenta la liberación de calor, lo que es un incentivo importante para causar que el calor de la batería se descontrole. El termómetro de escaneo diferencial puede caracterizar con precisión y cuantificación las características térmicas del sistema líquido electrolítico positivo, que es adecuado para la investigación y el desarrollo de materiales de batería, la investigación del mecanismo de pérdida de control térmico y la evaluación de la seguridad térmica, y se recomienda extender a las pruebas comparativas de diferentes sistemas de voltaje y aditivos.