高原环境锂电池热失控触发机制及反应动力学机理研究
能源与动力工程
资助企业:
中国电器科学研究院股份有限公司
资助年份: 2026
企业导师: 王俊
指导教师: 张家博
项目成员: 刘子乙、何济匡、晏博浩
项目简介
项目概述
在全球能源结构向清洁能源转型的背景下,锂离子电池作为高效储能载体,已成为新能源汽车、可再生能源存储及智能电网的核心技术支撑。中国新能源汽车市场渗透率持续攀升,锂离子电池的能量密度与转换效率成为制约行业发展的关键指标。然而,电池热失控引发的安全事故(如温度骤升、气体释放、爆炸等)已成为制约其规模化应用的关键瓶颈。因此,本项目拟开展高原环境下的锂电池热失控研究。
项目目标
(1) 收集高原环境下锂电池热失控多维特征数据,形成涵盖高高原极端工况的锂电池热失效数据集,为后续研究提供数据支撑。
(2) 揭示高高原工况下电池热滥用的演变机制与特征规律。系统阐明气压、加热功率、充电倍率等因素对电池热失控响应的影响,明确热失控过程中各阶段的能量释放速率与时序特征。
(3) 构建基于阿伦尼乌斯公式的热动力学演变模型,利用阿伦尼乌斯公式对实验测得的反应速率进行拟合,建立反映环境压力与副反应动力学参数之间关系的数学模型。
项目成果
(1) 完成了不同气压下热滥用与电滥用实验,获得了完整的温度、压力、产气及安全阀开启实验曲线,证实低压环境会显著提前热失控、加快温升并加剧CO等有毒气体释放。
(2) 成功建立了高精度三维热‑电‑气多物理场耦合模型,完成多工况热失控仿真分析,明确了低压环境通过削弱对流换热、提前副反应时序、提前开阀时间、加剧有毒气体生成,显著提前热失控并提升灾害风险。





