191115 电芯热失控过程分析

总结
导致含钢芯电芯热失控时内部完全反应： 1. 电芯上部产生Hot-spot，内部泄压路径更短，不易堵塞； 2. 钢芯支持内部结构，起到泄压作用 •无钢芯电芯venting后内部泄压通道受阻，热失控时内容物喷出，压 力才得以释放
所以，含有钢芯的电芯比无钢芯热失控安全性更高。
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电芯热失控 过程分析
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热失控实验电芯内部结构 热失控实验过程 热失控前电芯变化 总结
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热失控实验电芯内部结构 含钢芯
无钢芯
热失控实验过程
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来自百度文库
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含钢芯
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无钢芯
1. 含钢芯电芯在168s热失控，无钢芯电芯在217s热失控； 2.Venting时候温度会有略微降低，由于部分气体等反应物排出，导致温度降低（J‐T定律）； 3. 含钢芯电芯在venting前约10s产生Hot‐spot，内部隔膜融化或收缩导致，Al‐Cu/Shell，Al‐Anode接触， Hot‐spot加速了Venting； 4. 含钢芯 热失控时帽盖基本完好，电芯内容物反应完全，无钢芯帽盖与壳体脱离内容物未完全反应即喷出，因此热失控后温度随 即下降
热失控前电芯内部变化
1. 含钢芯电芯在临近热失控时内圈极片变得 越来越松散，但极片结构保持完整； 2. 左图为含钢芯，右图为无钢芯电芯热失 控前结构差异，钢芯起到支撑作用； 3. 石墨和NMC在200‐250摄氏度分解最快；
热失控前电芯内部变化
临近热失控时无钢芯电芯的极片结构已经有较严重变形，说明钢芯对极片结构起 到支撑作用热失控是极片的变化。
热失控后电芯极片变化
1. 含钢芯电芯内部结构破坏，由内向外扩展，出现Cu颗粒； 2. 无钢芯电芯热失控时内部物喷出；
热失控后电芯内部变化
1.含钢芯电芯温铜融化，而无钢芯电芯铜箔融化较少； 2. 含钢芯电芯在靠近上部的Hot‐spot导致电芯缓慢的venting，分解反应完全，而无钢芯电 芯上部没有产生Hot‐spot，靠近电芯下部的分解产物难以排出，最终导致帽盖炸开脱落，尚 未反应的内容无喷出；