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锂电池热失控过程气体与电解液蒸汽行为研究
目录
一、文档概括．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2
1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3
1.2国内外研究进展综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
1.3研究目标与内容框架．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7
1.4技术路线与实验方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
二、锂电池热失控机理分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
2.1热失控触发条件与影响因素．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
2.2电解液热分解路径与产物生成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
2.3气体释放动力学模型构建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
2.4热失控阶段划分与特征辨识．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18
三、实验设计与系统搭建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21
3.1试样制备与预处理流程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22
3.2热失控模拟实验装置构建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24
3.3气体与蒸汽在线监测技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27
3.4数据采集与处理方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30
四、气体释放行为研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32
4.1关键气体组分演变规律．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35
4.2气体释放速率与温度关联性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37
4.3不同工况下气体产物对比分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38
4.4气体毒性评估与安全阈值探讨．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41
五、电解液蒸汽动态特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42
5.1蒸汽生成机制与相变过程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46
5.2蒸汽浓度时空分布特征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49
5.3电解液组分对蒸汽行为的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51
5.4蒸汽与气体的相互作用机制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54
六、多物理场耦合模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．56
6.1热-力-化学耦合模型构建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．59
6.2气体扩散与输运数值模拟．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．60
6.3模型验证与参数优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．62
6.4仿真结果与实验数据对比．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．63
七、结论与展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．65
7.1主要研究结论总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．67
7.2理论创新与工程应用价值．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．68
7.3现存问题与未来研究方向．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．71
一、文档概括
锂电池作为一种关键的高能量密度储能器件，其安全性日益受到业界及学术界的广泛关注。随着应用场景的日益复杂化，锂电池在充放电过程中可能出现异常热状态，进而引发热失控现象，若未能及时有效控制，可能导致电池爆炸、燃烧等严重安全事故。本研究聚焦于锂电池热失控过程中的气体生成与电解液蒸汽行为，旨在深入剖析这些关键产物的动态演化规律和相互作用机制，为从源头层面揭示锂电池热失控机理、制定有效的安全防护策略提供理论支撑。研究内容主要包括锂电池在不同热故障条件下的气体释放特性、电解液蒸汽的生成速率与扩散行为等，并通
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