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液态金属电池中外短路诱发内短路的机理
Mechanism of the External Short Circuit Induced Internal Short Cell in Liquid Metal Batteries
Yi Zhang · E. Zhang · Haomiao Li · Min Zhou 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月
电池技术在大规模储能系统中至关重要，因其灵活性和高效率而备受重视。在众多电池选项中，液态金属电池（LMBs）凭借低成本、长寿命、高安全性和大容量等优势，在储能领域展现出了极具前景的应用潜力。外部短路（ESC）作为一种常见的滥用形式，有可能引发更为严重的内部短路（ISC）。然而，目前大多数关于液态金属电池的研究尚未深入探讨其潜在的触发机制。本文通过电极形态分析揭示了该触发机制，并通过多物理场模型模拟进行了验证。在外部短路过程中，不均匀的电流密度会导致锂的不规则沉积，最终会导致阳极和阴极接触，即发生...
解读: 该液态金属电池短路机理研究对阳光电源PowerTitan大型储能系统的安全设计具有重要参考价值。虽然阳光电源主流储能系统采用锂电池技术，但研究揭示的外短路诱发内短路的动态演化机制——局部过热导致电流分布失衡、界面扰动增长形成短路通道——对ST系列储能变流器的多层次保护策略设计具有启发意义。可应用于优...
不同滥用条件下液态金属电池电热行为的研究
Investigation on electro-thermal behavior of liquid metal batteries under various abusive conditions
Yi Zhang · Lei Fan · Haomiao Li · Bo Li 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 液态金属电池（LMB）因其长寿命和低成本的特性，被认为是大规模电网储能最具前景的解决方案之一。由于LMB具有全液态结构，许多研究人员面临的主要挑战是滥用条件对液-液界面稳定性以及发生内部短路（ISC）后的本征安全性的影响。本研究通过系统的实验研究，比较了不同滥用条件——包括机械滥用（振动、倾斜）、电气滥用（外部短路）和热滥用（热冲击）——对LMB电热特性的影响。结果表明，LMB在滥用条件下具有较强的自愈能力。值得注意的是，除由完全倾斜引发的ISC外，几乎所有由滥用条件引起的电压和温度变形在...
解读: 该液态金属电池安全性研究对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统具有重要参考价值。研究揭示的机械滥用(振动>10Hz、倾斜>39.3°)易引发内短路特性,可指导我们优化储能系统BMS热管理策略和机械结构设计。电池自愈合能力及温度特征(550-564°C)为PCS保护算法开发提供依据,特...