低温循环老化航空锂离子电池热失控的爆炸危险性

作     者：杨娟 魏陟珣 牛江昊 闫晓亮 张青松 YANG Juan;WEI Zhixun;NIU Jianghao;YAN Xiaoliang;ZHANG Qingsong

作者机构：中国民航大学天津市城市空中交通系统技术与装备重点实验室天津300300 中国民航大学工程技术训练中心天津300300 中国民航大学安全科学与工程学院天津300300 

出 版 物：《爆炸与冲击》 (Explosion and Shock Waves)

年 卷 期：2025年第45卷第2期

页      面：103-114页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(U2033204) 深圳市科技计划(KJZD20240903100707011) 天津市城市空中交通系统技术与装备重点实验室开放基金(TJKL-UAM-202302) 中央高校基本科研业务费专项资金(3122023025) 

主　　题：热失控 循环老化 航空锂离子电池 爆炸极限 低温环境 

摘      要：鉴于全寿命周期内循环老化后航空锂离子电池热失控反应较新电池有显著差异,且低温环境对锂离子电池系统重大失效危险性影响更加贴近低空实际飞行场景,自主搭建了锂离子电池热失控及气体爆炸测试平台,采用锂离子电池的热失控时间、表面峰值温度和热失控超压及热失控气体的爆炸极限、压力及温度为关键参数,探讨低温(-10℃)循环老化对锂离子电池热失控爆炸危险性的影响。实验结果显示,常温循环老化锂离子电池较新电池热失控时间明显提前和电池安全阀开启到完全热失控的时间间隔明显增长,分别为559.86和122.56 s,且热失控气体爆炸下限升高30.95%,气体爆炸压力降低至258.6 kPa;低温环境因素则会使老化锂离子电池热失控的爆炸危险性发生显著变化,导致热失控时间提前至412.38 s,安全阀打开到完全热失控的时间间隔缩短至56.66 s,并使热失控气体爆炸下限降低20.49%,爆炸压力高达319.5 kPa。