热失控处理2-电芯安全行为的量化

对经受热失控的电芯的安全行为进行量化描述，主要的目标是在电芯层面建立基于电芯不同参数的安全性评估。这个事情的核心，已经不是仅仅从电芯的安全实验来分析评估电芯过不过实验，或者仅仅依据安全等级来判定电芯安不安全。从电动汽车的长期发展来看，电芯的能量密度和成本的诉求，会直接推动电芯层面直接安全等级的变化。这个变化后面就没法用过不过来描述，需要我们根据测试数据库，给不同的电芯来建立一个量化的模型，主要的包括

1）测量电芯在各种激发条件下的总放热量

2）电芯热失控的反应时间的确定

3）电芯释放的气体压力随时间的变化曲线

3.1）释放气体总量的测定

3.2）气体产生率的测定

备注：我觉得未来三个主要的核心参数，温度、气压和电压变化是我们探知这个过程的核心量化的关键

4）电池的质量损失

5）几个测量点的精确温度曲线

6）每种反应产物的性质和数量

在这里不同的机构，拿着不同的电芯做实验，如果把它作为能量释放的过程

里面是可以根据电芯的数据得到一些初步的结论：

1）在电芯层面需要收集电芯的尺寸，特别是大体积下，较高的电解液量导致的热失控过程中，电解液随着泄压阀喷出之后的物质损失量，如果氧气进入，会使得热量通过空气传播

    这股热流+热气会伴随着很高的温度去切割泄压阀上部的所有隔热材料和上盖，我们算冲击力的过程需要算气体、压力、流量和电解液直接往保护设备上喷

   如果我们按照每Ah的情况，可以核算出需要解决的热量

• Chemical energy per Ah: Q = Q1 + Q2 = 21.0 kJ 

• Electric energy per Ah: 3.65 V x 1 Ah = 13.1 kJ

2）电芯的表面温度

    按照这个实验结论挺吓人的，电芯的表面温度和电芯的能量密度正相关，这个Y轴的数据好吓人

我们在设计这个隔热材料的时候，主要依据是考虑失控电芯的表面温度和相邻电芯的隔热面的温度，还有电芯的热稳定性（受害电芯基本是由于加热问题被引燃的）

还有一个问题是在电芯循环老化以后，对于这个过程会更快一些，电芯层面需要建立一个数据库才是。《不同循环周期锂离子动力电池热失控特性分析》一文里面是有不少的数据的

经过1C循环实验，电池循环1 000周后放 电容量降低了17％，同时电池的充放电直流内阻随着循环次 数增加而逐渐增大。等效电路得出的拟合数据及热失控曲线 表明，电解液和SEI膜产生的阻抗随循环次数增加而增大，循环次数的增加会降低电池自产热温度，即SEI膜的分解温度，电池循环老化过程中使得SEI膜热稳定性变差。

小结：往能量密度更高的路上走，往大容量电芯路上走，单颗电芯出问题之后，我们需要在模组设计和整包设计上付出更多的工作。单纯追求能量密度真是给整个产业挖大坑，一波波工程师需要往里面填这个大坑