氢气预警技术助力预防锂离子电池火灾的发生

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氢气预警技术助力预防锂离子电池火灾的发生

2020-08-19 09:20 来源：互联网

记者日前从郑州大学了解到，电气工程学院副教授金阳带领研究小组，发现利用氢检测技术可以快速检测锂离子电池石墨负极表面的微量锂枝晶的析出，当电池储能系统检测到氢时，充电电源将被立即切断，以避免火灾，锂离子电池热失控的早期安全预警可以实现。这一结果最近已在国际学术期刊 "焦耳" 上发表。

锂离子电池由于其能量密度高，与人们的生产和生活息息相关，已成为便携式设备、电动汽车和大型储能领域最具竞争力的储能技术之一。然而，由于现有的商用锂离子电池以可燃有机溶剂为电解液的主要组成部分，以及锂离子电池固有的放热特性，在充电过高或充电快的情况下会产生锂枝晶，这可能会刺穿隔膜，导致热失控等安全事故。

通过原位光学和气体检测试验平台，研究人员发现，锂离子电池在过充电早期会产生氢气。氢气来自于石墨阳极表面沉淀的金属锂与负极中有机粘结剂的自发反应。用这种方法可以检测出微量锂枝晶的析出。为了进一步验证该技术在实际应用中的有效性，研究人员在实际储能槽中进行了锂离子电池单模块过充电实验。结果表明，氢能和其他气体一样早被探测到。探测时间比冒烟早 639 秒，比模块起火早 769 秒。基于此，研究人员进行了更大规模的电池集群过充电预警实验，在检测氢气的同时，切断充电电源，没有任何可见烟雾或明火，验证了氢气检测的安全预警效果。针对电动汽车火灾事故频发，对人民生命财产安全造成严重危险的现状，迫切需要寻找一种能够快速有效检测锂枝晶的方法，实现锂离子电池热失控的早期安全预警

责任编辑：萤莹香草钟