青年人才成长故事——秦鹏:锂离子电池热失控产气动力学及致灾机理研究
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青年人才成长故事——秦鹏:锂离子电池热失控产气动力学及致灾机理研究

2023-04-03

  我是秦鹏,2022年博士毕业于中国科学技术大学,师从火灾科学国家重点实验室王青松、孙金华教授。目前主要从事锂离子电池热失控产热产气规律、火灾动力学过程、过程安全、及火灾防控等方面的研究。主持中央高校基本科研业务费专项项目一项,参与国家自然科学基金1项,国家重点研发计划1项,申请人以第一作者/通讯作者身份在Applied Energy(2篇)、Energy Conversion and Management(1篇)与Journal of Power Sources(3篇)等锂离子电池热失控领域权威期刊论文11篇,其中第一作者8篇,ESI高被引论文1篇。曾获中国科学院院长特别奖、节能减排大赛全国三等奖、智造顺德奖学金。

  为了响应国家碳中和与碳达峰的宏伟目标,在博士就读与博士后工作期间深耕新能源领域,聚焦锂离子事故频发的安全问题,以中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室为依托,开展了锂离子电池热失控产热产气规律、火灾动力学过程、过程安全、及火灾防控等方面的研究。

  在读博期间,主要取得了以下重要的学术成果:

  (1)发展了用于厘清锂离子电池热失控孕育阶段产气动力学方法,提出了一种解耦方法研究了热失控孕育阶段产气的主控机制,定量分析了热失控孕育阶段物理产气与化学产气贡献,以用于支撑热失控极早期预警系统的设计。

  (2)明晰了大型磷酸铁锂电池不可逆阶段产气的定量分析方法,由于大型密闭罐体造价成本高且存在燃爆的危险性,因此储能用大型磷酸铁锂电池的产气速度瞬时测量一直是热失控表征领域的难题。为了克服这一难题,将皮托管、导流通道与天平三者结合,发展了一种密度解耦的电池产气速度测量方法,该方法能够测量热失控剧烈产气阶段的速度瞬时变化,可用于定量分析热失控产气行为,可为预警系统的设计提供数据依据;

  (3)提出了内翅片、相变材料、与强迫风冷三者耦合的锂离子电池热管理方法,实现了在高倍率条件下锂离子电池模组内部的最高温度小于45摄氏度,最大温差小于5摄氏度;

  (4)提出了基于全氟己酮的闭环热管理与热失控抑制方法,实现了高倍率条件下锂离子电池模组内部最高温度与最大温差均处于舒适的区间,同时切断了热失控的传播途径。该技术获得了中央高校基本科研业务费专项资金项目(中科大双创基金)与先研院入院孵化项目的支持;

  回首科研至今,我深知自己的发展离不开国家学校的培养,我将继续努力,牢记习总书记“功以才成,业由才广”的激励,响应国家号召,为我国双碳目标的实现贡献自己的力量。

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