中国大学生动力电池创新竞赛是目前国内最早面向国内大学生群体,并聚焦新能源动力电池技术创新的专业赛事之一,是联合企业、行业机构、高校三方在动力电池领域的研究创新平台。

2022年第五届赛事将由LG新能源携手知行计划,在中国汽车动力电池产业创新联盟、国际汽车工程科技创新战略研究院共同指导下继续开展。

大连理工大学安全“锂”团队在电极、热管理、机器学习三方面进行创新解决。

以下为团队作品介绍。

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Part.1

研究背景

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由于国家政策,近年来电动汽车迅速发展。锂电子电池由于性能好等优点成为了电动汽车的首选,但是其自燃问题严重阻碍了电动汽车领域的发展。锂离子电池的火灾一般具有持续时间长、温度高、灭火难度大等特点。

锂离子电池产热示意图

电池在故障情况下内部产生的高温、高压是最根本的因素。锂离子电池的安全事故可能由多种滥用条件引起,主要归纳为三大类:

机械滥用(挤压、穿刺等);电滥用(短路、过充电、过放电等);热滥用(过热等)

在各种滥用条件的触发下,如果电池内部温度达到了起始分解温度,就会引发一系列放热反应,产生大量的热,并可能导致电池发生热失控 。

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Part.2

技术创新

MOF

MOFs的高比表面积及可调控的孔道有利于锂离子电池在充/放电过程中Li+离子存储和迁移。

Co⁃MOFs材料以及Co⁃MOFs材料衍生物可以用作电池负极。

BMS

BMS 包含电池热管理系统。

包括气体冷却,液体冷却,相变材料冷却,热管冷却。

相对于常规的空冷、液冷、相变材料与热管等冷却方式以及新型的热电制冷等方式,基于微热管式、微通道及微通道冷板的 BTMS 具有更佳的换热性能与空间性能。

RUL

准确预测锂离子电池的剩余寿命对提高电动汽车的安全性和降低维护成本具有重要意义。

锂离子电池RUL预测方法通常分为三类:基于模型的方法、基于数据驱动的方法和基于融合的方法。

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Part.3

实验测试

由于无人机飞行所需要的大电流,但是我们知道电池的大电流放电可以提高其温度,导致电池寿命的下降。所以我们在无人机上进行了初步测试。平均电流提升了百分之20%左右。有望在新能源汽车领域发挥重要作用。

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Part.4

未来展望

随着电动汽车的发展以及人们环保意识的提升,锂离子电池的不断发展将带领这个行业走向绿色节能的未来。