通过量热学提高锂离子电池和锂电池的寿命和安全性

卡尔斯鲁厄理工学院应用材料学院(IAM-AWP)热量计中心的负责人Carlos Ziebert博士解释，如何通过量热学提高锂离子电池和锂电池的寿命和安全性。

IAM-AWP热量计中心成立于2011年，目前运营着欧洲最大的电池量热学实验室。该中心提供六个大小不同的加速速率热量计，能够对不同规格的电池进行测量，可以在绝热和等周期(quasiadiabatic and isoperibolic)的环境下，根据正常和滥用条件(热、电和机械)，从材料、电池和电池组级别，评估锂离子和非锂电池的热力学和热安全数据。这些数据可应用于电池价值链的各个层面，比如安全材料设计，以及热管理和安全系统的优化。

在材料层面上，差示扫描量热仪(DSC)、激光导热分析仪(LFA)和非常灵敏的塞塔拉姆C80 Tian-Calvet型量热仪，提供了热力学参数，比如热容、导热系数或材料层面的生成焓等。较大的塞塔拉姆MS80 Tian-Calvet型量热仪，甚至可以匹配21700圆柱形电池。通过直接热流测量，可以非常准确地测定电池在循环过程中产生的热量。利用3D传感器布置来测定热流，其中样品和参考容器都被带有数百个热电偶的环所包围。

这些研究对非锂电池尤为重要。非锂电池利用更加丰富的材料(如钠、镁)，而不是锂、镍和钴，并且是 POLiS(非锂储能)卓越集群(POLiS Cluster of Excellence)的研究重点。该项目每年的预算约为700万欧元，计划实施7年。在这个集群中，IAM-AWP热量计中心负责热特性和安全测试，首先进行小规模测试，然后持续安全地扩大电池规模。