作品起原：1.大功率交传布动电力机车编制集成国家核心实践室；2.中车株洲电力机车有限公司3.武汉地铁运营有限公司；4.武汉地铁集团有限公司0弁言近年来，锂电池

作品起原：1.大功率交传布动电力机车编制集成国家核心实践室；2.中车株洲电力机车有限公司3.武汉地铁运营有限公司；4.武汉地铁集团有限公司

近年来，锂电池正在轨道交通范畴的使用越来越通常，其重要行为列车辅助备用电源、备用动力牵引源及动力电源。能量密度、功率密度、轮回寿命和太平性是锂电池的闭节目标，个中太平性目标是轨道交通车载储能大范围使用的第一目标。钛酸锂电池和半固态磷酸铁锂电池是目前电池类型中相对太平的储能器件，前者采用三维尖晶石组织，其平台电位约为1.55V，不易形成锂枝晶，避免了刺穿隔阂酿成内部短途；后者固态电解质的熔点超出170℃，理会温度超出350℃，而市情上隔阂的紧缩温度寻常低于130℃，熔点寻常低于160℃，翻脸温度寻常低于180℃，以是隔阂正在高温下紧缩破损后固态电解质仍然能够保障完全性，行为第二层回护绝交正负极接触，从而缓解热失控历程。为了进一步评估这两种电池对轨道交通列车的适合性，本文基于程序Q/CRRCJ39—2019《轨道交通动力电池单体和模块》，对钛酸锂电池和半固态磷酸铁锂电池举办太平性试验，比拟探讨针刺、极限过充、短途、极限加热进程中器件的太平本能，评估其正在轨道交通范畴使用的能够性。

将电池按程序央浼的充放电条目充至满电形态，后采用φ8mm的耐高温钢针以（25±5）mm/s的速率从笔直于电芯极板的偏向贯穿，贯穿名望挨近所刺面的几何核心。钢针停止正在电芯中1h，参观并记载电池核心、正极耳、负极耳、钢针的温度转折和电池端电压的转折。将电池按程序央浼充至满电形态，静置1h后，以1C恒流充电至起火爆炸或筑造最高量程19V，监测电池核心、正极耳、负极耳的温度转折和电池的荷电形态、端电压的转折。程序只消求充电至终止电压的1.1倍或满电荷的1.15倍，试验央浼远高于程序。将电池按程序央浼充至满电形态，静置1h，外接小于5mΩ的电阻，短途1h，或短途至电池起火或爆炸，或电池电压到达0V。监测电池核心、正极耳、负极耳的温度转折和电池端电压、放电电流的转折。将电池按程序央浼充至满电形态，静置1h，以5℃/min的速度由室温升温至电池起火或爆炸，或到达200℃，仍旧30min后休止。监测电池核心、正极耳、负极耳的温度转折和电池端电压的转折。程序只消求温升至（130±2）℃并保温30min，试验央浼远高于程序。

极限过充试验结果如表3所示，试验进程中样品电压、节余可用电量占总容量的百分比（SOC）、各收罗点温度转折弧线所示。

极限过充试验中，钛酸锂电池产生起火，半固态磷酸铁锂电池正在胀包一段光阴后气馁并过充至19V。按照测试弧线，半固态磷酸铁锂电池过充连接光阴仅10min，发作过充妨碍时SOC为117%；钛酸锂电池过充连接光阴48min，发作过充妨碍时SOC为218%。正在起火前，钛酸锂电池温升转折率低于半固态磷酸铁锂电池，起火刹那温度形成突变。两种电池均能合适闭连程序央浼，且钛酸锂电池的过充技能（耐受过充光阴）远高于半固态磷酸铁锂电池。

短途试验中，两种电池的最大短途电流均大于800A，最大温升正在100K把握，半固态磷酸铁锂电池存正在明明胀包景象，钛酸锂电池无明明发挥景象。

极限加热试验进程中，两组电池均正在200℃以下发作温度突变，同时电压火速消重至0V并伴跟着较为热烈的冒烟景象。两种被试品的过温技能都远高于程序规矩的130℃，具有较高的太平性。

通过比拟试验可知，钛酸锂电池和半固态磷酸铁锂电池均具有较高的太平性。钛酸锂电池具有很高的过充技能，可长光阴秉承过充；半固态磷酸铁锂电池固然过充技能较差，但正在过充后没有形成起火景象，具有很好的太平性。钛酸锂电池大倍率充放电本能将是轨道交通使用动力锂电池的首选。半固态磷酸铁锂电池依然发端举办小批量使用，固然其功率本能及寿命不如钛酸锂电池，但正在轨道交通的辅助编制、备用电源及功率本能央浼较低的调车动力电池等方面具有很好的使用前景。

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