近日,机械工程学院动力电池系统管理团队在国际知名期刊《储能材料》(Energy Storage Materials)上在线发表了题为“锂离子电池内短路的机理、建模、检测与防控方法 (Mechanism, modeling, detection, and prevention of the internal short circuit in lithium-ion batteries: Recent advances and perspectives) ”的学术论文。我校为第一完成单位,论文的第一作者为来鑫副教授,通讯作者为郑岳久副教授与清华大学欧阳明高院士。“储能材料(Energy Storage Materials)”是新能源和材料科学领域的顶级期刊,最新的影响因子为16.28。
内短路是锂电池发生热失控的共性环节。机械滥用(如机械变形、挤压、撕裂等)、电滥用(如过充、过放)、热滥用都会引发锂电池不同程度的内短路,内短路演变到一定程度会引发热失控,给电动汽车造成灾难性后果。本文从材料与系统两个层面对内短路机理、诱因与演变过程、建模仿真、等效实验、检测方法及防控措施等进行了全面的解析,并提出理想的解决方案。在内短路检测方面,提出了多种基于电特征与热特征的内短路早期检测预警方案,提高检测结果的准确性与实时性;在内短路主动防控方面,从本征安全角度提出了多种技术路线;在内短路被动防控方面,设计了一种内置包裹毒化剂药丸的自毁电池并进行了实验验证,有效防止内短路恶化为热失控。研究结论为揭示内短路的机理与演化规律、提高内短路的检测精度、防控内短路演化发展等方面提供了重要的理论依据及应用参考。
机械工程学院动力电池系统管理团队近年来聚焦锂离子电池的安全性,对锂电池的状态估计、故障诊断、梯次利用、智能管理等方面进行了深入研究,在学术研究及成果应用方面取得较好的成绩。近年来在《应用能源》(Applied Energy)(IF=8.848)、《电源学报》(Journal of Power Sources)(IF=8.247)、《能源》(Energy)(IF=6.082)、《IEEE工业电子学报》(IEEE Transactions on Industrial Electronics) (IF=7.515)、《清洁生产》(Journal of Cleaner Production)(IF=7.246) 等SCI期刊上发表学术论文超过50篇,其中1区论文近30篇。最近2次ESI更新数据显示,团队有3篇论文入选,高被引论文数量达到7篇。团队成员基于相关研究成果,申请发明专利近80项,已获授权30多项,授权专利使用许可5项,与华为、国家电网等公司进行项目合作并联合申请/授权多项发明专利,专利与论文成果应用于华为、宁德时代、国家电网、上海空间电源研究所、韩国SK公司和蜂巢能源等多家国内外知名企业与研究所。
郑岳久于2018年发表在《电源学报》(Journal of Power Sources)上的论文“电动汽车锂离子电池在线荷电状态估计方法的误差来源研究(Investigating the error sources of the online state of charge estimation methods for lithium-ion batteries in electric vehicles)”聚焦锂电池状态估计的误差来源,目前引用数为107次。来鑫与郑岳久于2018年在国际著名电化学期刊《电化学学报》(Electrochimica Acta) (IF=6.215) 上合作发表的论文“估算锂离子电池电荷状态的等效电路模型比较研究(A comparative study of different equivalent circuit models for estimating state-of-charge of lithium-ion batteries)”入选该期刊的被引用最多的文章, 引用次数在该期刊近4年发表的8000多篇论文中排名第10位。来鑫副、郑岳久与清华大学韩雪冰研究员于2019年合作发表在《汽车工程》上的论文 “基于恒流充电曲线电压特征点的锂离子电池自适应容量估计方法” 被期刊官网长期置顶推荐,并于2020年入选F5000中国精品期刊顶尖学术论文。
【相关】
《储能材料》在线论文链接: https://doi.org/10.1016/j.ensm.2020.11.026
包裹毒化胶囊的自毁电池的热失控实验
F5000论文入选证书
入选期刊《电化学学报》的“被引用最多的文章”
供稿:机械学院