锂离子电池火灾危险性及热失控临界条件研究
| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-8页 |
| 第1章 绪论 | 第13-27页 |
| 1.1 锂离子电池概述 | 第13-17页 |
| 1.1.1 发展背景 | 第13-15页 |
| 1.1.2 结构与工作原理 | 第15-17页 |
| 1.2 锂离子电池安全问题研究现状 | 第17-23页 |
| 1.2.1 火灾危险性 | 第17-20页 |
| 1.2.2 热失控机理 | 第20-22页 |
| 1.2.3 热失控模拟研究 | 第22-23页 |
| 1.3 锂离子电池安全预防 | 第23-25页 |
| 1.3.1 安全预防措施 | 第23-25页 |
| 1.3.2 电池安全规范 | 第25页 |
| 1.4 本文研究内容与章节安排 | 第25-27页 |
| 第2章 主要实验仪器与方法 | 第27-43页 |
| 2.1 锂离子电池样品及材料的制备 | 第27-30页 |
| 2.1.1 锂离子电池样品 | 第27-28页 |
| 2.1.2 电极材料、隔膜的制备 | 第28-30页 |
| 2.1.3 纽扣电池制备 | 第30页 |
| 2.2 电极材料热分析与结构特性分析 | 第30-37页 |
| 2.2.1 电池循环系统 | 第30-31页 |
| 2.2.2 锂离子电池拆解 | 第31-32页 |
| 2.2.3 C80微量量热仪 | 第32-34页 |
| 2.2.4 X射线衍射仪 | 第34-35页 |
| 2.2.5 绝热加速量热仪 | 第35-36页 |
| 2.2.6 SEM电镜测试 | 第36-37页 |
| 2.3 锂离子电池火灾危险性分析与高温测试 | 第37-42页 |
| 2.3.1 全尺寸锂离子电池火灾危险性测试平台 | 第37-40页 |
| 2.3.2 热释放速率测量原理 | 第40-41页 |
| 2.3.3 火焰尺寸处理 | 第41页 |
| 2.3.4 热箱测试 | 第41-42页 |
| 2.4 本章小结 | 第42-43页 |
| 第3章 主要计算与分析模型 | 第43-54页 |
| 3.1 锂离子电池热滥用模型 | 第43-45页 |
| 3.1.1 四种基本反应 | 第43-45页 |
| 3.1.2 模型构建 | 第45页 |
| 3.2 热失控临界分析模型 | 第45-51页 |
| 3.2.1 热失控临界条件 | 第46-47页 |
| 3.2.2 均温系统临界模型 | 第47-48页 |
| 3.2.3 非均温系统临界模型 | 第48-51页 |
| 3.3 事故树分析模型 | 第51-53页 |
| 3.3.1 火三角模型 | 第52页 |
| 3.3.2 事故树分析 | 第52-53页 |
| 3.4 本章小结 | 第53-54页 |
| 第4章 大型锂离子电池火灾危险性实验研究 | 第54-81页 |
| 4.1 引言 | 第54-55页 |
| 4.2 电池样品基本信息 | 第55页 |
| 4.3 磷酸铁锂电池火灾危险性 | 第55-64页 |
| 4.3.1 实验设定 | 第55-56页 |
| 4.3.2 燃烧特性 | 第56-59页 |
| 4.3.3 火焰与表面温度特性 | 第59-61页 |
| 4.3.4 热释放速率 | 第61-62页 |
| 4.3.5 质量损失速率 | 第62-64页 |
| 4.4 三元/钛酸锂电池火灾危险性 | 第64-72页 |
| 4.4.1 实验设定 | 第64-65页 |
| 4.4.2 燃烧特性 | 第65-66页 |
| 4.4.3 火焰与表面温度特性 | 第66-70页 |
| 4.4.4 热释放速率 | 第70页 |
| 4.4.5 质量损失速率 | 第70-71页 |
| 4.4.6 火焰尺寸 | 第71-72页 |
| 4.5 对比与讨论 | 第72-80页 |
| 4.5.1 测试结果对比 | 第72-74页 |
| 4.5.2 反应机理分析 | 第74-80页 |
| 4.6 本章小结 | 第80-81页 |
| 第5章 锂离子电池火蔓延实验及机制研究 | 第81-103页 |
| 5.1 引言 | 第81-82页 |
| 5.2 电池组火蔓延实验 | 第82-92页 |
| 5.2.1 实验设定 | 第82-83页 |
| 5.2.2 电池组间火蔓延特性 | 第83-88页 |
| 5.2.3 火焰传播过程温度变化 | 第88-90页 |
| 5.2.4 对比与讨论 | 第90-92页 |
| 5.3 电池组火蔓延机制分析 | 第92-101页 |
| 5.3.1 化学反应产热与产气测试 | 第92-96页 |
| 5.3.2 电池组火蔓延模型分析 | 第96-101页 |
| 5.4 本章小结 | 第101-103页 |
| 第6章 锂离子电池热失控临界条件模型与实验研究 | 第103-137页 |
| 6.1 引言 | 第103-104页 |
| 6.2 锂离子电池临界条件模型分析 | 第104-120页 |
| 6.2.1 均温与非均温体系选择 | 第104-105页 |
| 6.2.2 经典理论下的临界分析 | 第105-107页 |
| 6.2.3 反应热贡献权重修正 | 第107-111页 |
| 6.2.4 反应物消耗修正 | 第111-114页 |
| 6.2.5 修正结果对比 | 第114-119页 |
| 6.2.6 电池内部反应顺序推论 | 第119-120页 |
| 6.3 基于修正模型的临界条件影响因素分析 | 第120-124页 |
| 6.3.1 热对流系数 | 第120-121页 |
| 6.3.2 电池尺寸 | 第121-122页 |
| 6.3.3 电池形状 | 第122-124页 |
| 6.4 荷电状态对临界条件影响实验研究 | 第124-136页 |
| 6.4.1 实验设定 | 第124-125页 |
| 6.4.2 电池热失控临界条件 | 第125-128页 |
| 6.4.3 开路电压变化 | 第128-130页 |
| 6.4.4 电池拆解与物性检测 | 第130-136页 |
| 6.5 本章小结 | 第136-137页 |
| 第7章 锂离子电池火灾事故树与安全评估研究 | 第137-152页 |
| 7.1 引言 | 第137-138页 |
| 7.2 电池火灾事故树分析 | 第138-143页 |
| 7.2.1 电池火灾事故树 | 第138-142页 |
| 7.2.2 结构重要度系数对比 | 第142-143页 |
| 7.3 锂离子电池的危险性分类分析 | 第143-146页 |
| 7.4 锂离子电池危险性评估方法 | 第146-151页 |
| 7.4.1 风险值 | 第146-149页 |
| 7.4.2 风险阈值与控制系数 | 第149-150页 |
| 7.4.3 实例分析 | 第150-151页 |
| 7.5 本章小结 | 第151-152页 |
| 第8章 总结及展望 | 第152-156页 |
| 8.1 全文总结与结论 | 第152-153页 |
| 8.2 创新点 | 第153-154页 |
| 8.3 不足与未来展望 | 第154-156页 |
| 参考文献 | 第156-167页 |
| 附录A 术语命名 | 第167-169页 |
| 致谢 | 第169-171页 |
| 在学科研及学术论文 | 第171-172页 |
