Characterizing and predicting 21700 NMC lithium-ion battery thermal runaway induced by nail penetration

材料科学 发热 内阻 热失控 对流 传热 机械 热阻 阳极 锂离子电池 电解质 核工程 复合材料 电池(电) 热力学 电极 化学 工程类 物理 功率(物理) 物理化学
作者
Ashish V. Shelke,Jonathan Ε. H. Buston,J. Gill,Daniel Howard,Katie C. Abbott,Steven L. Goddard,Elliott Read,Gemma E. Howard,Ahmed Abaza,Brian Cooper,Jennifer X. Wen
出处
期刊:Applied Thermal Engineering [Elsevier BV]
卷期号:209: 118278-118278 被引量:47
标识
DOI:10.1016/j.applthermaleng.2022.118278
摘要

Combined numerical and experimental studies are conducted to characterise 21700 cylindrical lithium-ion battery (LIB) thermal runaway (TR) induced by nail penetration. Both radial and axial penetrations are considered for 4.8 Ah 21700 NMC cell under 100% state of charge. Heat generation from the decomposition of the cell component materials are analysed. The maximum cell surface temperature rise and time to reach it in both types of penetration tests are compared. Snapshots from the video footages captured by three high definition and one high speed cameras shade light on the dynamic processes of spark ejection and flame evolution. A generic predictive tool is developed within the frame of the in-house version of open-source computational fluid dynamics code OpenFOAM for nail induced TR. The code treats the cell as a lumped block with anisotropic thermal conductivities and considers heat generation due to nail induced internal short circuit resistance, exothermic decomposition reactions and heat dissipation through convective and radiative heat transfer. Validation with the current measurements shows promising agreement. The predictions also provide insight on the magnitudes of heat generation due to internal short circuit resistance, decompositions of solid electrolyte interphase layer (SEI), anode, cathode and electrolyte. Parametric studies further quantify the effects of cell internal short circuit resistance, contact resistance between the nail and cell, convective heat transfer coefficient and cell surface emissivity on TR evolution.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
平淡诗柳发布了新的文献求助10
刚刚
执着的诗桃完成签到,获得积分10
1秒前
烟花应助三年H采纳,获得10
2秒前
撸撸大仙完成签到,获得积分10
2秒前
橘柚完成签到,获得积分10
2秒前
99发布了新的文献求助10
3秒前
高兴的灰狼完成签到,获得积分10
3秒前
ding应助猫叫采纳,获得10
4秒前
爱看书的多多完成签到 ,获得积分10
4秒前
寻月完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
林爷完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
小杭776完成签到,获得积分0
7秒前
yoyo完成签到,获得积分10
8秒前
zhouyunan完成签到,获得积分10
8秒前
南北完成签到,获得积分10
8秒前
10秒前
basfan完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
abc37发布了新的文献求助10
12秒前
dz618完成签到,获得积分10
12秒前
corn完成签到 ,获得积分10
12秒前
12秒前
胡图图应助机器猫nzy采纳,获得10
14秒前
14秒前
英姑应助机器猫nzy采纳,获得10
14秒前
充电宝应助机器猫nzy采纳,获得10
14秒前
科研通AI6.2应助许光冉采纳,获得30
14秒前
Arctic发布了新的文献求助20
15秒前
坚定的咖啡完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
luckydogtong发布了新的文献求助10
16秒前
三年H完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
18秒前
18秒前
pw完成签到 ,获得积分10
18秒前
畅彤完成签到,获得积分10
19秒前
研友_LNBW5L完成签到,获得积分10
20秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
核安全综合知识2024版 500
Photothermal Science and Techniques 500
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7716399
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9271236
关于积分的说明 20085354
捐赠科研通 7292643
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3298801
关于科研通互助平台的介绍 2452925
邀请新用户注册赠送积分活动 2306171