航空运输中锂电池安全性的模拟与防护研究

The progress of lithium battery technology makes lithium batteries widely used, making lithium batteries become the most dangerous goods of civil aviation transportation. The aviation accidents related to lithium ion batteries are frequent in the world, which makes the transport safety of lithium batteries become a major issue in the aviation transportation industry. The safety of lithium batteries during aircraft flight is the key to transport safety. This project intends to carry out the research work with the method of simulation experiment. By changing safety parameters, such as vibration, heating, vacuum and humidity conditions that the implementation of lithium battery on the ground in a confined space, the real-time state of the lithium battery in the process of these changes is detected. Therefore, the relationship between the security and experimental conditions of the lithium battery are found out and the theoretical model can be constructed through numerical calculation and fitting analysis. Besides, on the basis of research on security, the safety of the leakage of lithium batteries in the air transport process is enhanced via the development of a new type of adsorption material. In a word, the ultimate goal of the project is to provide research basis for flight safety, airworthiness verification standard formulation, lithium battery manufacturers and so on.

锂电池技术的飞速发展扩大了锂电池的应用范围，然而其自身在特定条件下易燃易爆的缺陷，导致其在民航运输过程中相关事故的频发。因此，如何保障锂电池运输的安全性成为航空运输行业关注的重大课题，而锂电池在运输过程中状态的稳定性是保障运输安全的关键所在。.本项目拟采用实验模拟的方法开展此项研究工作，即通过对锂电池所处密闭空间的温度、压力、湿度以及振动状态的改变，实时监测锂电池的安全参数，并通过数值计算和模拟分析，探索环境条件与锂电池安全性之间的关系，建立理论模型。在锂电池安全性研究的基础上，通过研发新型吸附材料，解决航空运输过程中锂电池电解质泄露产生的安全隐患。.本项目旨在为飞行过程安全的保障、适航审定标准的制定、锂电行业生产的改良等方面提供理论研究基础。

飞行安全问题是整个民航业的生命线，随着民航的快速发展，安全保障难度也越来越大。锂电池技术的飞速发展极大地扩展了其应用范围，然而其自身在特定条件下易燃易爆的缺陷，导致其在民航运输过程中相关事故频发。如何保障锂电池运输的安全性成为航空运输行业关注的重大课题。本项目重点围绕航空运输中锂电池安全性问题，即通过对锂电池所处密闭空间的温度、压力、振动状态等的改变，实时监测锂电池的安全参数，并通科学分析探索环境条件与锂电池安全性之间的关系。在锂电池安全性研究的基础上，通过研发新型气体传感器对锂电池安全检测进行探索研究。首先成功设计和开发了锂电池实验测试系统，在锂离子电池安全研究、检测、试验等方面具有重要的应用价值。采用x射线计算机断层扫描(X-CT)和多信号方法，对锂电池热失控进行了研究，特别是第一次排气时间几乎与第一次热失控温升同步，这为提前预警热失控提供了非常有效的方法，保证了有足够的时间处理锂电池事故，并为人员逃生提供了机会。低压条件下，机械振动造成锂电池热失控温度升高、安全阀弹出时间明显改变。低频率、大振幅振动对锂电池的性能及安全性影响较大。研究表明，安全阀弹出时有明显的气体释放，气体信号可以作为锂电池安全预警的一个关键变量。项目率先开展了锂电池涉水研究，揭示涉水过程中锂电池会发生严重腐蚀和氢气的大量释放，形成潜在爆炸危险。我们开发一系列的气体传感器，这为锂电池的安全检测提供了有效手段。通过本项目的研究，我们给出两个重要结论，第一要在生产环节提高锂电池的安全性；第二要在锂电池安全检测，即在隐患提前预警方面提供有效手段。该项目的研究为飞行过程安全的保障、适航审定标准的制定、锂电行业生产的改良等方面提实验基础与指导思路。