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气凝胶毡组合放置方式对锂离子电池热失控特性的影响

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消防科学与技术 2022年第6期41卷 727-731页

作者：刘全义朱倩朱文田伊笑莹中国民用航空飞行学院民航安全工程学院四川广汉618307

为减缓热量在锂离子电池货物间传播,通过自主搭建的锂离子电池燃爆实验平台,开展气凝胶毡在锂离子电池包装内的不同放置位置对热失控热量阻隔有效性的研究。结合试验结果分析选取峰值温度、热失控传播时间和速度、烟气浓度、质量损失以... 详细信息

为减缓热量在锂离子电池货物间传播,通过自主搭建的锂离子电池燃爆实验平台,开展气凝胶毡在锂离子电池包装内的不同放置位置对热失控热量阻隔有效性的研究。结合试验结果分析选取峰值温度、热失控传播时间和速度、烟气浓度、质量损失以及包装破坏程度作为锂电池包装性能评价参数,引入简化的N-GAS毒性定量评估模型,通过对不同气凝胶毡组合放置方式中的锂离子电池包装件进行评价可知:从对电池组的安全和外包装完整性的保护作用效果看,顶部中部组合对热失控传播阻隔效果最好,并且不建议在锂离子电池实际运输中采用三面全包方式。

关键词：锂离子电池气凝胶毡组合放置方式热失控

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气凝胶毡厚度对锂离子电池热失控特性的影响

电池 2022年第2期52卷 172-176页

作者：刘全义朱倩朱文田伊笑莹中国民用航空飞行学院民航安全工程学院四川德阳618307

自主搭建热失控燃爆实验平台,在气凝胶毡厚度为1 mm、3 mm、6 mm和10 mm的条件下,对100%荷电状态(SOC)的18650型锂离子电池进行燃爆实验,采集和分析电池的温度、烟气浓度及质量损失,分析气凝胶毡厚度对电池热失控特性的影响。气凝胶毡... 详细信息

自主搭建热失控燃爆实验平台,在气凝胶毡厚度为1 mm、3 mm、6 mm和10 mm的条件下,对100%荷电状态(SOC)的18650型锂离子电池进行燃爆实验,采集和分析电池的温度、烟气浓度及质量损失,分析气凝胶毡厚度对电池热失控特性的影响。气凝胶毡厚度的增加对电池热失控触发温度和峰值温度影响较小,但能减缓热失控行为的传播速度,当厚度为10 mm时,能阻挡热失控行为的传播。CO与CO_(2)的浓度变化趋势相同,O_(2)则相反;厚度对烟气浓度变化的影响较小。当厚度为1 mm、3 mm、6 mm时,电池质量损失差值较小;而当厚度为10 mm时,电池的质量损失约为其他阻隔厚度的1/4。当气凝胶毡的厚度增加到一定值时,才会对锂离子电池的质量损失产生较大的影响。

关键词：锂离子电池气凝胶毡阻隔厚度热失控

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一种新型热力管道保温材料及施工工艺研究

石油化工建设 2024年第2期46卷 81-84页

作者：李志强张化森中国化学工程第十三建设有限公司河北沧州061000

“双碳”背景下,节能减排成为石化企业的重要任务,其中热力管道的保温尤为关键。通过对新兴保温材料二氧化硅气凝胶毡的阐述,结合现场施工经验,深入剖析二氧化硅气凝胶毡保温材料的特点、优势和施工工艺,以期提升热力管道施工质量,进而... 详细信息

“双碳”背景下,节能减排成为石化企业的重要任务,其中热力管道的保温尤为关键。通过对新兴保温材料二氧化硅气凝胶毡的阐述,结合现场施工经验,深入剖析二氧化硅气凝胶毡保温材料的特点、优势和施工工艺,以期提升热力管道施工质量,进而达到业主要求的保温效果,也为其他项目采用二氧化硅气凝胶毡进行热力管道保温施工提供参考。

关键词：热力管道管道保温气凝胶毡施工工艺

气凝胶毡对锂离子电池热失控传播的阻隔有效性分析

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保温材料与节能技术 2022年第1期 39-45,54页

作者：伊笑莹李泽锟刘全义魏超越刘涛中国民用航空飞行学院民航安全工程学院广汉618307

为了提高锂离子电池在航空运输中的安全性,开展10 mm及1 mm气凝胶毡对荷电量(state of charge,soc)为100%及30%的锂离子电池热失控传播的阻隔有效性研究。结果显示,100 W功率加热棒作用下,10 mm及1 mm气凝胶毡均可以有效地阻隔锂离子电... 详细信息

为了提高锂离子电池在航空运输中的安全性,开展10 mm及1 mm气凝胶毡对荷电量(state of charge,soc)为100%及30%的锂离子电池热失控传播的阻隔有效性研究。结果显示,100 W功率加热棒作用下,10 mm及1 mm气凝胶毡均可以有效地阻隔锂离子电池热失控的传播,实验过程中仅被加热棒直接加热的电池发生热失控。被10 mm气凝胶毡阻隔的100%SOC及30%SOC电池的最高温度分别为73℃和52℃,最高热流量分别为5.09和1.95W;而被1 mm气凝胶毡阻隔的100%SOC及30%SOC电池的最高温度分别为148和133℃,最高热流量分别为43.31和16.02 W。说明10 mm气凝胶毡具有较好的阻隔热失控传播作用,相邻电池温度处于安全范围;而尽管1 mm气凝胶毡也有效阻隔了热失控的传播,但相邻电池温度已达到热失控链式反应温度,电池内部发生了不可逆反应。

关键词：气凝胶毡锂离子电池热失控阻隔运输安全

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硅溶胶制备SiO_(2)气凝胶复合绝热毡

建筑技术 2022年第10期53卷 1279-1281页

作者：周小芳李智北京建工新型建材有限责任公司北京100015

以价格低廉硅溶胶为硅源,采用酸催化结合一步溶胶–凝胶法,使用PPA作为化学干燥剂、HMDS作为表面改性剂,结合常压干燥制备SiO_(2)气凝胶复合绝热毡。测试结果表明,当PPA添加量为2%、HMDS添加量为10%、常压分级干燥时,制备的SiO_(2)气凝... 详细信息

以价格低廉硅溶胶为硅源,采用酸催化结合一步溶胶–凝胶法,使用PPA作为化学干燥剂、HMDS作为表面改性剂,结合常压干燥制备SiO_(2)气凝胶复合绝热毡。测试结果表明,当PPA添加量为2%、HMDS添加量为10%、常压分级干燥时,制备的SiO_(2)气凝胶复合绝热毡结构和性能最好,最终导热系数为0.021 W/(m·K)。

关键词：硅溶胶气凝胶毡常压干燥疏水

气凝胶毡对锂离子电池热失控传播的阻隔有效性分析

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山东科技大学学报（自然科学版） 2021年第6期40卷 43-51页

作者：伊笑莹李泽锟刘全义魏超越刘涛中国民用航空飞行学院民航安全工程学院四川广汉618307

为了提高锂离子电池在航空运输中的安全性,开展10 mm及1 mm气凝胶毡对荷电量(state of charge,SOC)为100%及30%的锂离子电池热失控传播的阻隔有效性研究。结果显示,100 W功率加热棒作用下,10 mm及1 mm气凝胶毡均可以有效地阻隔锂离子电... 详细信息

为了提高锂离子电池在航空运输中的安全性,开展10 mm及1 mm气凝胶毡对荷电量(state of charge,SOC)为100%及30%的锂离子电池热失控传播的阻隔有效性研究。结果显示,100 W功率加热棒作用下,10 mm及1 mm气凝胶毡均可以有效地阻隔锂离子电池热失控的传播,实验过程中仅被加热棒直接加热的电池发生热失控。被10 mm气凝胶毡阻隔的100%SOC及30%SOC电池的最高温度分别为73和52℃,最高热流量分别为5.09和1.95 W;而被1 mm气凝胶毡阻隔的100%SOC及30%SOC电池的最高温度分别为148和133℃,最高热流量分别为43.31和16.02 W。说明10 mm气凝胶毡具有较好的阻隔热失控传播作用,相邻电池温度处于安全范围;而尽管1 mm气凝胶毡也有效阻隔了热失控的传播,但相邻电池温度已达到热失控链式反应温度,电池内部发生了不可逆反应。

关键词：气凝胶毡锂离子电池热失控阻隔运输安全

气凝胶毡对锂离子电池热失控传播阻隔有效性研究

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气凝胶毡对锂离子电池热失控传播阻隔有效性研究

作者：伊笑莹中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

在新能源汽车市场高速增长的拉动下,大量锂离子电池通过航空进行运输,一旦储运不当,将引发锂离子电池发生大面积热失控,其释放的电解液及熔融物温度将超过大部分可燃物的燃点,具有引发货物发生二次引燃的风险。目前锂离子电池运输纸箱... 详细信息

在新能源汽车市场高速增长的拉动下,大量锂离子电池通过航空进行运输,一旦储运不当,将引发锂离子电池发生大面积热失控,其释放的电解液及熔融物温度将超过大部分可燃物的燃点,具有引发货物发生二次引燃的风险。目前锂离子电池运输纸箱中所用的纸质隔板对锂离子电池热失控传播的阻隔作用较差,对电池的安全保护作用较弱。国内外关于锂离子电池安全性的研究多集中在锂离子电池热失控特性及开放环境下的锂离子电池热失控阻隔技术研究等,在纸箱包装条件下开展的隔板材料对锂离子电池热失控传播阻隔性的影响研究较少,目前尚未研究出一种阻隔热失控效果最优的隔板材料进行实际应用,锂离子电池成组货物的安全保障问题亟待研究解决。为解决目前锂离子电池运输包装隔板在热阻隔方面的问题,选取导热系数较低且无毒的气凝胶毡进行研究。本文设计并搭建锂离子电池热失控实验平台,选择航空运输锂离子电池规定的最高荷电量30%SOC及危险性最高的100%SOC锂离子电池开展研究,分析气凝胶毡的不同厚度及位置对锂离子电池热失控传播阻隔有效性,从燃烧特性、强度、阻隔性等方面,综合分析气凝胶毡的阻隔效果,为航空运输锂离子电池火灾防治和锂离子电池包装设计提供理论支持。通过开展锂离子电池包装隔板研究,有效阻隔电池热失控热量及火焰,延长热失控传播时间,避免电池包中电池发生大面积热失控,降低锂离子电池的二次引燃风险。本文得出以下主要结论。在隔板材料对锂离子电池热失控传播阻隔特性影响实验研究中可知,在热量传递初期,1mm气凝胶毡的阻隔效果较优于纸板,可较好的延缓热失控传播,但随着电池温度升高,气凝胶毡的导热率增大,使热量传递速率加快,缩短了热传播时间。在电池安全性方面,1mm气凝胶毡及1mm纸板均无法有效阻隔锂离子电池热失控的传播。相比1mm纸板,在1mm气凝胶毡阻隔条件下,锂离子电池热失控传播时间较长,热传播速度较快,热失控平均温度较高,电池AB热失控时间间隔较长,电池B到D的热传播时间总体较短。根据气凝胶毡厚度对锂离子电池热失控传播阻隔特性影响实验研究结果显示,3mm及6mm气凝胶毡均有效延长了热传播时间,在10mm气凝胶毡阻隔条件下锂离子电池未发生热失控传播。随着气凝胶毡厚度的增加,电池热传播时间增加,热失控反应更加充分,质量损失更大,总热释放量增多,温升差异性缩小,电池组间传热的不均匀性降低。从经济性、实用性、安全性的角度来看,6mm气凝胶毡效果较好,单节电池热失控引起的热传播仅能传递至有限的范围内,最终停止,可为机舱灭火及紧急迫降争取有效时间。10mm气凝胶毡的经济性及实用性降低,在高安全性要求的包装中可考虑采用。根据气凝胶毡位置对锂离子电池热失控传播阻隔特性影响研究结果显示,顶部中部组合对热失控传播的阻隔效果最好,电池热失控间隔时间最长,电池平均最高温度最低,产生的CO、CO量及O消耗量最少。该组合方式不仅有效保障了电池组的散热性,延缓了锂离子电池热失控传播时间,而且减小了纸箱的燃烧程度,对电池组和纸箱均具有一定的保护作用。侧壁底部中部组合及侧壁顶部中部组合对纸箱外包装具有一定的保护效果,但锂离子电池热失控速度加快,降低了电池组安全性。与3mm气凝胶毡隔板实验相比,顶部中部隔板组合降低了锂离子电池热失控的最高温度,而其余三种组合条件下,锂离子电池热失控最高温度均有不同程度的上升。综上所述,顶部与中部隔板组合对电池组的安全保护作用较好,侧壁底部中部及侧壁顶部中部两种三面全包的方式不利于电池组散热,加快了热失控的传播,不建议在实际应用中采用该方式。

关键词：锂离子电池气凝胶毡民航运输热失控包装安全

纳米SIO_2气凝胶毡与高强聚乙烯复合抗弹结构隔热性能研究

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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舰船科学技术 2017年第3期39卷 41-45,48页

作者：郑盼朱锡李永清朱子旭海军工程大学舰船工程系湖北武汉430033

为探讨新型复合装甲在舰船发生火灾时高温对气凝胶毡保护的高强聚乙烯的影响规律,以及在A60标准条件下高强聚乙烯免受高温影响所需气凝胶毡的厚度,设计了不同厚度的气凝胶毡与高强聚乙烯夹芯防护结构,借助有限元软件Ansys14.0对其温度... 详细信息

为探讨新型复合装甲在舰船发生火灾时高温对气凝胶毡保护的高强聚乙烯的影响规律,以及在A60标准条件下高强聚乙烯免受高温影响所需气凝胶毡的厚度,设计了不同厚度的气凝胶毡与高强聚乙烯夹芯防护结构,借助有限元软件Ansys14.0对其温度场进行了数值模拟,并与实验结果进行对比分析。结果表明:实验结果与数值仿真计算结果较吻合;气凝胶毡面火层温度梯度较大,向背火层方向依次减小,SiO_2气凝胶毡具有很好的隔温效果;该防护结构达到A60热防护要所需SiO_2气凝胶毡的厚度约为21.8 mm。

关键词：热防护气凝胶毡火灾数值仿真

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气凝胶毡在管道保温中的应用研究

石油化工设计 2019年第4期36卷 64-66,I0004页

作者：周天宇郜建松孙志钦李玖重张婧帆中石化炼化工程(集团)股份有限公司洛阳技术研发中心

近些年来,气凝胶毡作为一种高效绝热材料广泛应用于石化行业中,在实际的配管工程中采用“气凝胶毡+传统保温材料”的复合保温结构,既能提高管道的保温性能,又能减少其保温层的厚度,同时保证了保温工程的经济性。在DN300、介质温度为400... 详细信息

近些年来,气凝胶毡作为一种高效绝热材料广泛应用于石化行业中,在实际的配管工程中采用“气凝胶毡+传统保温材料”的复合保温结构,既能提高管道的保温性能,又能减少其保温层的厚度,同时保证了保温工程的经济性。在DN300、介质温度为400℃的管道上设计了一系列实验,探究复合保温结构中气凝胶毡保温层最适宜的厚度,并将气凝胶毡分别与硅酸铝针刺毯及岩棉等传统保温材料复合,逐一对比各自的保温性能。

关键词：管道保温气凝胶毡复合保温结构保温节能