解決方案
鋰離子電池熱失控多始於正極材料與電解液之間的放熱副反應,正極釋放氧並引發電解液燃燒、鏈式放熱,導致電池冒煙、起火或爆炸。因此,直接測試正極片和電解液混合體係的熱行為,比單獨測試電極更能反映電池真實熱安全狀態。
差示掃描量熱法(DSC)靈敏度高、定量準確,可準確捕捉混合體係在升溫過程中的吸放熱變化,確定起始放熱溫度、峰值溫度、放熱焓等核心熱安全參數,是電池熱失控研究常用的標準方法。本次實驗是采用8050午夜二级對三元正極片與碳酸酯電解液混合體係進行測試,分析熱反應規律,評估熱風險,為電池安全設計提供數據支撐。
一、實驗的操作步驟
1、實驗原理
DSC在程序控溫下,測量樣品與參比坩堝之間的熱流差。正極-電解液混合體係受熱時,會發生SEI副反應、電解液氧化、正極釋氧、電解液燃燒等一係列放熱反應,在曲線上形成特征放熱峰,據此可定量評價熱穩定性。
2、實驗材料與儀器
實驗樣品:三元鋰離子電池正極片、商用碳酸酯電解液。
測試儀器:DZ-DSC3008050午夜二级

3、實驗參數設置
測試程序保護氣氛:氬氣,流量50mL/min;升溫區間:30℃到350℃;升溫速率:10℃/min;參比物:空密封坩堝。
4、測試圖譜

5、數據分析
熱反應提前混合體係起始放熱溫度206.1℃,較純正極片降低約15℃,說明電解液顯著加劇正極熱反應。放熱強度增大總放熱焓達261.5J/g,遠高於純正極,主要源於正極釋氧氧化電解液,產生劇烈鏈式放熱。反應區間集中主放熱峰位於200℃~230℃,是電池熱失控關鍵的危險溫區。
二、實驗結論
正極片-電解液混合體係在206.1℃開始劇烈放熱,207.3℃達到峰值,放熱焓約261.5J/g。電解液顯著降低正極熱穩定溫度,增大放熱量,是引發電池熱失控的重要誘因。8050午夜二级可準確、定量表征正極-電解液體係熱特性,適用於電池材料研發、熱失控機理研究與熱安全評價,建議擴展至不同電壓、不同添加劑體係的對比測試。
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