隔膜胶层材料对磷酸铁锂电池安全性的影响

doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2025.05.006

湖南电力 ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (5): 41-46.doi: 10.3969/j.issn.1008-0198.2025.05.006

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隔膜胶层材料对磷酸铁锂电池安全性的影响

刘晶菊^1,2, 陈罗甲^1,2, 王江峰^1,2, 陈宝辉^1,2, 吴传平^1,2

1.电网防灾减灾全国重点实验室, 湖南长沙 410129;
2.国网湖南省电力有限公司防灾减灾中心, 湖南长沙 410129

收稿日期:2025-06-23 修回日期:2025-07-29 发布日期:2025-11-11
通信作者: 刘晶菊（1991）,女,工程师,博士,主要研究方向为安全储能锂电池技术。
基金资助:
国家电网有限公司科技项目（5108-202218280A-2-51-XG）

Effect of Separator Adhesive Layer Materials on the Safety of Lithium Iron Phosphate Battery

LIU Jingju^1,2, CHEN Luojia^1,2, WANG Jiangfeng^1,2, CHEN Baohui^1,2, WU Chuanping^1,2

1. State Key Laboratory of Disaster Prevention & Reduction for Power Grid, Changsha 410129, China;
2. State Grid Hunan Electric Company Limited Disaster Prevention and Reduction Center, Changsha 410129, China

Received:2025-06-23 Revised:2025-07-29 Published:2025-11-11

摘要/Abstract

摘要： 针对储能用280 A·h磷酸铁锂电池的安全性问题,对比分析聚偏氟乙烯（poly(vinylidene fluoride),PVDF）与聚甲基丙烯酸甲酯（polymethyl methacrylate,PMMA）作为隔膜胶层材料时,在过充、外部加热及针刺滥用条件下对电池安全性能的影响。结果表明,采用PVDF胶层的电池在三种滥用工况下均表现出更优的安全特性：安全阀开启时间延迟0.1~7.5 min,电压突降时间延迟0.1~10.5 min,热失控后最高温度分别降低了11 ℃、1.5 ℃、16.7 ℃,最大温升速率降低0.11~3.18 ℃/s。该研究为储能电池隔膜材料选型及安全性能优化提供关键数据支撑。

关键词: 锂电池, 安全性, 储能, 过充, 外部加热, 针刺

Abstract: To address the safety issues of 280 A·h lithium iron phosphate batteries for energy storage, a comparative analysis of the effects of polyvinylidene fluoride (PVDF) and polymethyl methacrylate (PMMA) as separator adhesive layer materials on the safety performance of batteries under overcharging, external heating, and needle-puncture abuse conditions is performed. The results show that batteries with PVDF adhesive layers exhibit superior safety characteristics under all three abuse conditions: the activation time of the safety valve is delayed by 0.1~7.5 minutes, and the voltage drop time is postponed by 0.1-10.5 minutes. Following thermal runaway, the maximum temperature is decreased by 11℃, 1.5℃, and 16.7℃, respectively, while the maximum temperature rise rate is reduced by 0.11~3.18℃/s. This study provides critical experimental data for separator material selection and safety optimization in energy storage batteries.

Key words: lithium-ion battery, safety, energy storage, overcharge, external heating, nail penetration

中图分类号:

TM911

刘晶菊, 陈罗甲, 王江峰, 陈宝辉, 吴传平. 隔膜胶层材料对磷酸铁锂电池安全性的影响[J]. 湖南电力, 2025, 45(5): 41-46.

LIU Jingju, CHEN Luojia, WANG Jiangfeng, CHEN Baohui, WU Chuanping. Effect of Separator Adhesive Layer Materials on the Safety of Lithium Iron Phosphate Battery[J]. Hunan Electric Power, 2025, 45(5): 41-46.

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隔膜胶层材料对磷酸铁锂电池安全性的影响

Effect of Separator Adhesive Layer Materials on the Safety of Lithium Iron Phosphate Battery

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