锂电池热解气体爆炸极限及释能影响研究

来源 :中国民航大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:QoQ
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
锂电池作为民用航空运输中的第九类危险品,其在存储、运输和使用中的安全性一直备受关注,而作为锂离子电池热失控过程中的一项重要表征,热解气体燃烧爆炸的危险性及其对热失控传播的影响依然有待进一步研究。本文在自主设计搭建的实验平台基础上,采用气相色谱-质谱仪分析了18650型锂离子电池在热失控过程中产生热解气体的组分含量,对其爆炸极限及燃烧释能影响进行了计算和讨论。对不同荷电状态(SOC)锂离子电池热失控期间产生热解气体的组分进行了分析研究。结果表明,电池在热失控期间共出现三次明显的气体释放,检测到三十余种物质组分,主要为CO2、CO以及多种2~8个碳原子构成的烷烯烃等,并发现随电池SOC增加,电池释放出的热解气体组分种类增多,且在100%SOC时达到最值,其中不饱和烃占多数,表现出较大的气体燃烧爆炸风险;此外,相当数量的气体物质还具有较大毒性和致癌性。进一步对不同荷电状态下锂离子电池热失控时产生热解气体的爆炸极限进行了计算分析,发现随电池SOC增加,热解气体主要受CO2和CO占比变化及不饱和烃类含量变化影响,爆炸下限呈现出与烷烃含量变化相同的先增后降趋势,而爆炸上限则呈现出与不饱和烃含量变化相同的先降后增趋势:50%SOC以10.98%的爆炸下限和40.06%的爆炸上限表现出最低的热解气体燃烧爆炸危险性,故建议作为此种锂离子电池的安全存储电量。量化了锂离子电池热失控过程产生热解气体对热失控传播的影响。基于能量守恒方程和等效替代法,估算了单节电池热解气体燃烧释能大小、热失控传播所需能量大小以及热解气体燃烧释能在热失控传播所需能量中的占比。实验结果表明,单节电池热解气体释放出1625.2J能量;第一节电池热解气体燃烧释放的能量在第二节电池热失控所需能量中占比达到了5.42%,使第二节电池自产热增加了381J,热失控时间提前了89s,明显加速了第二节电池内部自产热进程,进一步加快了热失控在电池间的传播。
其他文献
自京津冀协同发展战略提出以来,天津市政府、天津机场紧紧抓住了承接北京“非首都功能”这一历史机遇,力争把天津机场打造成北方国际航运的核心地带、国际航空物流中心,及全球航空物流重要节点和国际航空物流供应链管理中心。在此背景下,天津空港货运有限公司~1(以下具体简称TCS)约占天津机场60%货运量,其中国内出港货物占绝大多数,且TCS货站作为天津机场航空产业链的重要节点,决定着天津机场货物交通运输的衔接
学位
随着微尺度多孔结构的快速发展,小直径的冷弯焊接不锈钢管近来被用来制备力学性能优异的金属点阵拓扑结构。为了获取经真空钎焊热暴露后的圆形中空截面(CHS)在纯压缩状态下的精确材料性能,本文首先对一系列具有毫米量级外径尺寸的冷弯304不锈钢圆形空心短柱实施钎焊热处理,进而对所获得的试样进行轴向压缩测试。该试验一共涵盖了18种不同截面尺寸小直径短管,其厚径比(t/D)范围为0.023-0.201。此外,建
会议
作为交通运输体系的重要组成部分,公务航空不断突破困境,力求满足社会对快捷交通运输的需求。从公务航空发展需要出发,亟需建立一套完整的公务航空运行安全风险评估模型实现安全管理和风险把控,来降低公务航空运行安全风险水平,提高运行安全性。本文按照风险管理的基本要求分析公务航空运行安全风险因素,构建公务航空运行安全风险评估模型;通过复杂网络分析将影响因素、安全风险指标因素和事故后果进行耦合,确定各个要素之间
学位
回转体零件在工业领域上有着十分广泛的应用,在机械制造领域,回转体零件的加工生产占据很大地位,其制造精度对使用性能有很大影响,因此应在加工后采用先进的检测技术进行快速、准确的测量来保证其制造精度。双目视觉技术日趋成熟,与人工测量相比,它的速度更快,精度更高,实时性更强。除此之外,本文在双目视觉的基础上加入结构光条,更加方便地提取出图像信息。因此本文提出了一种双目视觉和结构光结合的方法来实现快速的回转
学位
根据美国国家运输安全委员会的运输航空事故数据统计,几乎五分之一的事故都与机组有关,其中超过60%的机组事故是由于飞行机组和客舱乘务两者之间沟通合作不畅、缺乏正确的领导力、团队决策失误等原因造成的。针对这一现象,许多国家都在咨询通告中要求飞行机组与客舱乘务每2年进行一次联合训练,目的是使飞行机组与客舱乘务之间更好地协作来提升整个机组的工作绩效,从而防止飞行事故的发生。因此构建飞行机组与客舱乘务联合训
学位
机场终端区通信设备逐渐增加,设备的集成化和小型化程度越来越高,高频大功率的设备有了更多的应用,使得机场终端区电磁环境更加复杂,通信设备所受到的电磁干扰也更复杂,进行干扰超标诊断和干扰来源判断显得非常重要。对于干扰问题的研究最重要的是准确定位干扰来源,以采取进一步的抗干扰措施。现阶段对于辐射电磁干扰(EMI)的近场测量已经成为了设备电磁兼容性预测试和故障诊断的重要方法之一。首先简要介绍了电磁辐射的基
学位
随着智能时代的到来,方便、快捷、智能的光电器件越来越受人们欢迎。稀土掺杂的铁电材料不仅具有良好的铁电性能,还拥有优异的发光性能,为设计新型光电器件提供了更多机会。以往对铁电铌氧化物材料的研究主要集中于介电、铁电、压电方面,对该类材料光学性能,尤其是光响应性能方面的研究相对较少。为适应未来光电技术对新型材料的需求,在传统材料的基础上,发展新的性能、探索新效应、揭示新规律对于未来光电领域集成光电器件的
学位
随着电池科技发展,锂离子电池在各个领域得到了广泛使用,在我们的生活中有着不可或缺的作用。锂离子电池的广泛应用,使得锂离子电池的运输量不断增大,其在民航运输中占据着重要地位。然而,随着运输量的增加,便携式设备中的锂离子电池所导致的安全问题不断涌现,这引发了国内外民航组织的广泛关注。由于便携式设备中锂离子电池会在各种环境与工况下使用。电池在循环使用过程中,内部电芯的热稳定性以及电化学性能会发生变化和衰
学位
短文本分类旨在针对不超过160个字符的文本进行规律发现和自动分类,已经成为越来越重要的研究课题,同时面临短文本的稀疏性、不规范性、上下文语境缺失等挑战,分类效果有待提升。目前基于深度学习的短文本分类方法较为流行,其核心旨在利用深度学习以端到端的方式自动从文本上下文中学习词、句、文档等多级别语义特征,从而更好地分类。但此结构仍存在以下亟需解决的问题:(1)文本语义学习仅利用词上下文和词在文本中的共现
学位
近年来,随着航空运输业的迅猛发展,空域资源和地面保障能力不足的问题日渐突出导致航班延误经常发生。航班延误产生和波及扩散给民航的正常运转带来了巨大挑战。本文以航班延误波及预测研究为目标,提出利用深度卷积神经网络的方法解决航班延误波及预测问题,并对航班延误波及程度进行评估。论文主要工作如下:首先,针对于航班延误波及问题,即连续航班中的前序航班出现延误波及到后续航班从而产生一系列大规模航班延误现象,论文
学位