He participado en la empresa THT británica 2018 Calorímetro de Accelerating Rate (Calorímetro de Accelerating Rate, ARC) la formación y aplicación de tecnología a finales de enero. Sitio de entrenamiento, CATL, Aire de litio, China Xuan, BYD y otros fabricantes de baterías de corriente doméstica de litio-ion tienen las personas participar en el intercambio y la formación, los fabricantes están muy preocupados por la seguridad de la batería, y ha sido ampliamente adoptado batería de pruebas de comportamiento térmico tecnología de arco. ahora en este resumen del estudio, y compartir con ustedes, los errores de texto, por favor críticas.
ARC por los EE.UU. Dow Chemical Company (Dow Chemical) diseñado y desarrollado en la década de 1970, el diseño de 80 basado en el principio adiabático por la Corporación Científica Columbia comercializado un instrumento de análisis térmico. ARC puede proporcionar un control preciso del medio ambiente adiabática en el experimento, la temperatura de la temperatura calorímetro de mantener el ritmo de la muestra, para simular las características térmicas de la batería interna cuando la reacción exotérmica durante la pérdida tardía, entender el funcionamiento real de la ARC batería tiene las siguientes características:
① alta sensibilidad, mejor que DSC 1 ~ 2 órdenes de magnitud;
② flexibilidad de medición, ARC puede estudiar los componentes de la batería, para probar diferentes tamaños y modelos de baterías;
③ fuerte reacción de diferente resolución, para simular situación embalamiento térmico, precisa de datos de análisis térmico;
④ puede obtener simultáneamente las curvas de temperatura y presión con el tiempo;
⑤ características térmicas se pueden obtener muchos parámetros, como la temperatura inicial de descomposición, la velocidad de liberación de calor, el calor de la reacción, la energía de activación.
Figura 1 Reino Unido THT diagrama de equipo ARC
La Fig. 1 es un dispositivo físico fotografía ARC, el dispositivo comprende un cuerpo de horno (horno adiabático) y poner en práctica el sistema de control que comprende el calentador y la función de aislamiento térmico del sensor de temperatura. Adiabático horno 3 por la porción de la parte superior, inferior y composiciones periféricos, cada uno que comprende una parte superior y una parte inferior 2 calentadores y un termopar, la periferia del calentador 4 y que comprende un termopar, para controlar las temperaturas de las respectivas regiones. ARC ambiente adiabática se consigue manteniendo la temperatura de la cámara de muestra del horno y la adiabática Para estudiar el autocalentamiento de la muestra en un entorno adiabático, la estructura interna se muestra en la Figura 2.
Figura 2 Diagrama de estructura interna de ARC
El básico principio de funcionamiento de calefacción ARC - y usuario final necesita para ajustar la temperatura, gradiente de temperatura y el valor de sensibilidad al valor del sistema de búsqueda de modo (HWS) (figura 3). La muestra de ensayo colocados en el calor de la muestra aislante horno - de espera. cámara, el sistema es primero calentado a la temperatura de partida de la muestra, y luego entra en un estado de espera, y el propósito es muestrear la temperatura y la consistencia del calorímetro alcanza un equilibrio térmico. después del período de espera, el modo de búsqueda, este modo no es del calentador calefacción , mediante la comparación de la sensibilidad del sistema y una tasa de aumento de la temperatura preestablecida (típicamente 0,02 ℃ / min) para encontrar si hay exotérmica, tal como la tasa de aumento de la temperatura es más alta que el valor predeterminado, el instrumento entrará automáticamente en el estado 'calor', la temperatura del sistema será, velocidad de calentamiento y de presión datos registrados durante toda la muestra está siempre en el estado adiabático, la lógica de modo de funcionamiento HWS la Figura 4. Si el instrumento no se detecta una reacción exotérmica, el sistema entra automáticamente en un modo de calentamiento, automática elevando la temperatura de acuerdo con un valor de gradiente de temperatura Gradiente, comience otra ronda de "calentamiento - espera - búsqueda" hasta que se alcance la temperatura final establecida o se detecte una exoterma.
Puede ser dado positivo, el material del electrodo negativo, la temperatura de reacción térmica del electrolito, la exotermia ARC la, la batería de iones de litio como puede, el material del electrodo negativo, el estudio de seguridad de la solución de electrolito analizado la causa de la batería embalamiento térmico de iones de litio. electrolito en el arco de carbono electrodo negativo puede ensayos de descomposición térmica de la película SEI. adición de ARC a la caracterización térmica del material del conjunto celular externa, sino también para diferentes tipos, tamaños y usos un análisis térmico de la batería de iones de litio. Universidad de Tsinghua, Estado clave de laboratorio de la seguridad del automóvil y ahorro de energía Fengxu Ning, que publicó los resultados de la prueba de arco energía de la batería de gran capacidad térmica abandonado su hogar y la cantidad de calor utilizada en el primer estudio internacional. se utiliza ARC prueba de la tecnología de la NMC 25Ah / Gr batería, tipo un espesor de especificaciones VDA 26 mm, dos baterías conectadas en estructura paralela, los dos termopares incrustado dentro de la batería: un corazón entre dos volúmenes, una válvula de alivio de presión en posición, y luego dos montado adicionalmente en la caja de la batería Un termopar, como se muestra en la Figura 5.
Figura 5 diagrama de ubicación de instalación del termopar de batería de prueba
La célula en la prueba de muestra de cámara de arco, cuatro termopares temperatura y voltaje de la batería detecta, la temperatura durante la prueba, la evolución de la curva de tiempo de tensión se muestra en la Figura 6. La temperatura máxima se produce en dos posición intermedia de núcleo (Fig. 5 En la posición 1), es 853 ° C. Según la Figura 6, hay varias características comunes de la fuga térmica de la batería Temperatura:
T1: temperatura de inicio de calentamiento autogenerada (generalmente superior a 100 ° C)
T2: la tasa de aumento de temperatura comienza a caer
T3: temperatura de disparo térmica fuera de control (generalmente superior a 200 ° C)
T4: la temperatura más alta de embalamiento térmico (500C ° -1000C °)
Figura 6 temperatura de proceso de fuga térmica de la batería, curva de evolución del voltaje
Figura 7 puntos de temperatura correspondientes a la tasa de aumento de temperatura
.. Las características de temperatura mostrados en la figura 6 y los tres puntos que se muestran en la figura 7 correspondiente a cada tipo de temperatura de aumento de temperatura, proceso de prueba de calor NMC incontrolada ARC de células se puede dividir en seis etapas:
Etapa 1: A medida que la temperatura de calentamiento de la prueba continúa aumentando, la capacidad de la batería disminuye, los iones de litio del polo negativo.
Fase 2: la temperatura alcanza T1, el autocalentamiento de la batería empezó a aparecer, en esta etapa, la capacidad de la batería sigue debido a la desintegración de alta temperatura, el ánodo película SEI descomposición simultánea de la solución electrolítica y la superficie del electrodo negativo de la generadora de calor de reacción continua.
Etapa 3: la temperatura alcanza T2, como se muestra en la Figura 7, la tasa de disminución de aumento de temperatura, que es parte de la absorción de calor debido a que se disuelva la membrana.
Etapa 4: desde la disolución diafragma, circuito micro-corto se produce dentro de la batería, mientras que el consumo de energía del material activo del electrodo negativo se descompone, la tasa de aumento de la temperatura.
Etapa 5: temperatura T3 alcanza el embalamiento térmico debido a la desencadenada extensa fusión del separador, una gran área de intensa cortocircuitado, acompañado por la descomposición del material del electrodo positivo, la descomposición de la solución electrolítica, adhesivos y otra reacción de descomposición violenta una gran cantidad de calor, la temperatura más alta rápidamente. cuando el correspondiente T4. Por lo general, la tasa de aumento de temperatura de mayor que 1 ℃ / s temperatura se define como el punto T3.
Etapa 6: se producen reacciones residuales que provocan un pequeño aumento de la temperatura y el equipo comienza a enfriar el proceso de prueba.
Figura 8 diagrama de rango de temperatura de fuga térmica de la batería
Varias etapas de rangos de temperatura y correspondiente proceso de reacción batería interna se muestra en la Figura 8, se basa en las características básicas anteriores ARC batería de prueba común, la tecnología de baterías ARC se utiliza ampliamente para estudiar las características de seguridad térmicas. Además, la prueba también se puede ampliar para aplicaciones de arco, tales como Aumente las cámaras termográficas, la presión de reacción en línea, las pruebas de gas en línea.
