在热失控进程中，锂离子电池会开释很多燃料费，导致内部气压急剧上升，然后引发壳体扩展包、泄压及连锁安全危险。本研讨针对大型方形储能电池的热失控行为展开研讨，重点剖析了不同荷电状态（0%、50%、100% SOC）与加热功率（1000 W、1200 W）条件下内部气压的演变规律，并结合扩展力与温度参数进行综合观测。实验结果标明：跟着SOC升高，热失控剧烈程度明显加剧。电池表面最高温度从157°C（0% SOC）升至370°C（100% SOC），而安全阀敞开至彻底热失控的时刻间隔从1764秒急剧缩短至196秒。与此同时，内部燃料费峰值压力与最大扩展力均随SOC添加出现明显上升趋势。比较之下，提高加热功率会使安全阀触发时刻提早约60秒，但对内部峰值压力和扩展包作用力影响甚微。在安全阀敞开前，观察到内部燃料费压力与扩展包作用力之间存在稳定且共同的线性映射关系，斜率约为2.2。这标明外部丈量的扩展包作用力能有效牢靠地表征内部燃料费压力的改变。根据这些实验结果，提取内部燃料费压力与扩展包作用力信号，建立了针对热失控的两级预警战略。综上所述，本研讨结果为了解锂离子电池热失控机制供给了重要见解，并为储能体系的安全规划与危险缓解供给了重要参考。
跟着国民经济的开展，可再生清洁新动力已被确立为我国重要的国家战略[1]。为满意动力应急呼应与削峰填谷需求，储能工业完成了快速开展[2][3]。作为储能介质之一，锂离子电池因其高能量密度、长循环寿数及低自放电率等优势得到广泛使用[4][5][6]。 %% Previous article %% in this issue %% Next article %% in this issue
但是，锂离子电池的安全性已引发广泛关注，其间热失控是限制电化学储能体系开展的首要应战[7]。电池产生热失控的根本原因在于其内部产热量远大于散热量。锂离子电池热失控一般由电乱用、热乱用或机械乱用要素触发[8]。锂离子电池热失控进程中常伴随剧烈的气体喷射与能量开释，可能引发火灾和爆炸。开释的气体大多具有毒性、腐蚀性、易燃易爆特性[9]。近年来，因热失控导致的人身伤害与财产损失事端继续添加，已引起社会广泛关注[10]。
因而，研讨锂离子电池的热失控特性并完成热失控现象的前期预警与防备，关于保证储能体系安全运转具有重要含义。现有电池毛病检测办法一般根据热信号、电信号、声信号和气体信号[11][12]。就热信号而言，温度传感器的装置方位与布置办法对信号收集具有明显影响。由于成本限制，电池模块一般不会为每个单体电池配置热电偶。当热电偶布置在反常电池邻近时，可完成快速精准定位；但关于远离热电偶的电池，热信号在传输进程中会遭到多种结构部件和材料的影响，导致热传导途径杂乱，然后添加反常定位的难度[13]。在电信号方面，Srinivasan等[14]开发了一种经过监测电化学阻抗的相位偏移和幅值来猜测电池内部温度并进行热失控预警的技能。该办法仅需衔接电池两端，无需植入传感器，既坚持了电池结构完好性与安全性，又具有呼应快速、灵敏度高等优势。但是，该办法需采用高精度相位丈量电路或阻抗剖析仪，这将添加电池办理体系（BMS）的硬件成本与杂乱度。Lyu等[15]提出了一种根据声学信号的储能体系毛病预警与定位办法，经过多传感器收集泄压声信号完成快速定位，具有呼应速度快、灵敏度高的优势。但是，该办法易受环境噪声搅扰，且声学信号在大型储能舱内传播时易产生反射与衰减，然后限制了其使用效果。Huang等[9]利用首次燃料费开释信号对电池毛病进行前期预警，并别离建立了热失控泄放气体扩散模型。根据燃料费的预警办法能够牢靠反映电池热失控危险状态，经过检测气体成分与浓度改变完成精准预警。需利用该模型对更多电池使用场景进行模仿，以剖析模型的适用性并优化气体传感器布局。
此外，扩展包力信号亦可作为电池热失控的潜在前期预警特征[16][17]。Chuang等[18]体系研讨了锂离子电池在不同荷电状态(SOC)下产生热失控时的扩展包力行为。其研讨结果标明，与传统监测参数（包含电压、内阻和温度）比较，扩展包力信号更早出现反常呼应。在正常循环条件下，扩展包力维持在2000N以下，且增加率低于1。在热失控事情中，当力值超越5000 N时，其增加速率可达8 N/s。根据此，研讨建议将2000 N设定为热失控的实用预警阈值。Jin等[19]经过实验研讨了典型工况下的软包电池，并体系比较了热乱用进程中各类监测信号的呼应行为。结果标明，与传统电压和温度监测比较，扩展包力信号展现出更优异的热失控前期预警能力。根据上述研讨，本研讨开发了改进的机电耦合模型（EmCM），并构建了完好的热失控检测结构。
此前关于锂离子电池热失控的研讨首要集中于中小容量电池。但是，跟着大规模储能使用的快速扩展包，容量超越300Ah的大容量电池正日益频繁地被采用。与小容量储能电池比较，大容量储能电池展现出更高活性物质载量及更大热惯性等特征。因而，了解大容量电池的热失控行为及相关危害具有至关重要的含义。根据很多实验数据可观察到，在热失控进程中，内部燃料费的产生会导致锂离子电池外壳产生膨胀变形。该现象标明，内部燃料费压力的改变可作为反映热失控进程最早且最直接的物理参数。与传统根据温度或扩展力的指标比较，电池内部燃料费压力信号具有更快的呼应速度和更高的灵敏度。因而，本研讨提出了一种根据内部燃料费压力信号的新式热失控预警办法。值得注意的是，从燃料费产生到壳体变形的改变是一个瞬态进程。此外，内部燃料费压力监测的高灵敏度特性使该办法具有明显潜力，可克服现有技能中预警延迟和牢靠性不足的局限性。鉴于此，本研讨经过同步监测热失控进程中电池内部燃料费压力、扩展包力及温度参数的动态演变规律，体系剖析不同荷电状态（SOC）与加热功率条件下的演化特征与内涵关联。在此基础上，结合内部燃料费压力改变率与扩展包力参数，构建了热失控两阶段预警模型，为储能电池体系安全规划与主动防护供给了新的研讨视角。

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