高容量锂离子电池储能模组在浸没状态下的热失控行为实验研究

来源：上海理工大学学报杂志2025年第5期北京时间：

作者：姚新宇，张振东，盛雷，朱泽华，付林祥

单位：上海理工大学 机械工程学院，上海 200093,上海理工大学 机械工程学院，上海 200093,上海理工大学 机械工程学院，上海 200093,上海理工大学 机械工程学院，上海 200093,上海理工大学 机械工程学院，上海 200093

摘要：针对高容量锂离子电池储能系统的热安全管控问题，结合理论分析和实验测试，采用浸没式液冷方案研究了储能模组在过充情形下的热失控行为特征，探讨了浸没液种类、电池间距等因素对模组热失控过程中的电压、温度、热蔓延等的影响机制，并将其与常规非浸没式模组的热失控行为进行了比较。结果表明，常规非浸没式储能模组发生了严重的热失控蔓延，而浸没式储能模组无热失控传播，且热失控电池的最高温度相较于非浸没模组降低了85%。采用导热系数、比热容较大的浸没液，可将模组的最高温度控制在237 ℃以内；同时，延长了电池热失控的早期孕育时间，使热失控触发时间延后150 s。此外，过充电池的升温幅度也较小（约12.9 ℃）。电池间距由1.5 mm增至2.0 mm时，储能模组的最高温度降幅达40.3 ℃。浸没式储能模组热失控过程中无起火、爆炸和热失控传播现象。研究结果可为大规模锂电储能的热安全管理系统设计、优化等提供参考。

关键词：磷酸铁锂储能电池;热失控蔓延;浸没式液冷;热安全管理

基金资助：国家自然科学基金资助项目（52472381, 52206267）；中国博士后基金资助项目（2021M702191）