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摘要
方形铝壳磷酸铁锂电池在过充等条件下容易造成电池内短路，严重威胁储能电站的安全运行。本文搭建了电池过充热失控多参量特性原位测试平台，将电池放置在模组壳内部试验以模拟实际电池的静态封闭环境，采用设计的气体原位监测系统监测CO、CO2、H2三种气体浓度，使用高温电阻应变片测量电池过充膨胀形变。研究了不同充电倍率、不同容量电池的过充热失控现象与电压、温度、产气、形变特征；针对电池热失控抑制问题，设计了基于热敏绝缘材料的自触发电池热失控抑制装置。结果表明：方形铝壳磷酸铁锂电池通常在防爆阀开启前数秒可以检测到少量CO和H2；电池中间首先出现膨胀形变，检测到形变至少比检测到气体早243 s，至少比电池短路提前248 s，表面形变可作为电池过充热失控预警的有效指标；设计的自触发电池热失控抑制装置可以将电池过充热失控最高温度从358.80 ℃降低到259.06 ℃，装置同时兼具体积小、成本低、无需供电且反应后不影响其他电池等优势，可有效实现储能电站的分布式热失控抑制。研究成果对磷酸铁锂储能电站安全预警具有重要意义。
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