清华大三学生揭示过放电引发动力电池内短路机理

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时间：2018-09-04 22:56:16

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清华大三学生揭示过放电引发动力电池内短路机理　　7月22日，清华大学汽车系大三年级本科生郭锐在《自然》（Nature）子刊《科学报告》（Scientific Reports）以第一

　　7月22日，清华大学汽车系大三年级本科生郭锐在《自然》（Nature）子刊《科学报告》（Scientific Reports）以第一作者身份发表论文《锂离子电池过放电全过程及过放电引发内短路的机理研究》（Mechanism of the entire overdischarge process and overdischarge-induced internal short circuit in lithium-ion batteries），揭示了过放电引发动力电池内短路的机理。在同期在线刊出的101篇论文中，该论文为6篇期刊网站首页论文之一。汽车系欧阳明高教授为本文的通讯作者，高级工程师卢兰光、博士生冯旭宁为论文的其他作者。

揭示过放电引发动力电池内短路机理

郭锐论文（红框内）登上期刊网站首页。

　　2015年，我国新能源汽车产销量出现爆发式增长。锂离子动力电池是当前新能源汽车的主要动力来源。但是，时有发生的锂离子动力电池起火事故，使得其安全问题受到各方广泛关注。汽车系欧阳明高教授课题组一直致力于研究动力电池的安全问题，取得了一系列重要成果，为新能源汽车行业提供了有效的动力电池安全管理技术方案。

　　郭锐同学为汽车系2013级本科生，在学期间积极投身课外科技学术活动，曾加入“三角洲”工作室并参加过第十届全国大学生智能车竞赛。从本科二年级开始，郭锐同学加入欧阳明高教授课题组，在学校大学生研究训练计划（SRT）项目支持下，从电化学基本原理开始学习相关知识和技能，并逐步开展动力电池内短路问题研究。在文献调研过程中，他发现很多动力电池事故均涉及电池内短路，而锂离子动力电池独有的自引发内短路由于其特征不明显，发展时间长，造成危害大，为当前动力电池安全领域的研究难题。

　　为研究锂离子动力电池的自引发内短路机理，获得自引发内短路的早期特征，设计内短路的诱发实验具有重要意义。郭锐的SRT项目指导教师卢兰光介绍说“课题组曾经发生由于过放电引发的电池冒烟事故，由此猜测过放电可能导致内短路，而在电池安全管理失效的情况下，这种情况极有可能发生，但是并未得到实验证实。”

揭示过放电引发动力电池内短路机理

郭锐所在的课题组曾经发生过的过放电导致电池冒烟事故照片。

　　为此，郭锐与课题组博士生一起，进一步设计了过放电诱发内短路实验，以模拟电池安全管理失效情况下，串联电池组中某一节单体电池受到持续过放电的情况。实验中郭锐发现，在过放电放出额外11%的电池容量时，该款锂离子动力电池出现电压回升的转折点；而从过放电放出额外12%的电池容量时开始，电池出现内短路现象；在额外放出20%容量时，发生严重内短路，电池报废。

揭示过放电引发动力电池内短路机理