基于气体在线监测的磷酸铁锂储能电池模组过充热失控特性

• 作者: 王铭民 孙磊 郭鹏宇 郭东亮 赵蓝天 金阳
• 来源期刊: 高电压技术
• 关键词: 硬壳磷酸铁锂电池 软包磷酸铁锂电池 产气在线监测 热失控 预警
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 电气装备及其智能运维|Development, Intelligent Operation and Maintenance of Power Equipments
• 页码范围: 279-286
• 页数: 8页
• 语种: 中文
• DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.20200227004

摘要

磷酸铁锂储能电池的热失控预警是其大规模推广应用急需解决的问题.首先分析了磷酸铁锂电池热失控产气机理,以硬壳磷酸铁锂电池模组和软包磷酸铁锂电池模组作为试验对象,分别由32块单体电池4并8串组成和72块软包单体电池6并12串组成,搭建与真实储能舱环境一致的试验平台.通过恒流过充的方式研究硬壳和软包磷酸铁锂电池模组过充至热失控的全过程,并采用可见光摄像头、气体探测器、红外监控系统进行全方位的产气在线监测.试验结果表明:磷酸铁锂电池过充至热失控燃烧是一个渐变的过程,并不是突变的;硬壳磷酸铁锂电池和软包磷酸铁锂电池过充热失控特性存在差异,但产气类型及气体质量浓度变化趋势基本一致:磷酸铁锂电池热失控各阶段反应现象与气体的质量浓度变化存在相互联系,可将H2、CO、CO2作为一级预警,HC1、HF作为二级预警,通过监测气体质量浓度变化,在过充的早期阶段做好应对措施,避免储能电池进一步热失控燃烧.研究结果可为磷酸铁锂储能电站的预警和消防提供有效的理论和试验支撑.