原创 NASA的18650电池设计

把NASA设计的18650电池的内容做个梳理把,这里做实验的细致的数据和很多数据是可以用到不同的地方的。

1）Li-ion Rechargeable EVA Battery Assembly (LREBA)

三星2.6Ah18650电池9P-5S=>宇航服头盔灯、摄像头、手套加热器

2)Li-ion Pistol Grip Tool Battery (LPGT)

10S放电，2P5S充电

3)EMU Long Life Battery (LLB)

16P5S

这里主要做了一些数据的积累，单体的热失控的过程图片最清晰的：

能量释放的过程和加热触发热失控的过程如下图所示

其实NASA一次次的做实验一次次做改进，还是有不少的看透的。

从初始设计到后续的改进过程：

1）基础设计

•9P 单体 用胶水连接

•¼” Ni-201 连接片连接

•单元通风口面向外壳边缘

•单体用 1/8” 厚 Nomex felt阻燃包裹

•考虑压力平衡只有外壳开了通风孔

2）第一轮改进

•单体间距1～2mm，减少单体之间的热传导

•Ni-201 总线板内正极使用熔丝（15A断开、减少由电气连接之间引起的热传导）

2mm间距的时候考虑热辐射屏障板

3）第二轮改进

可加工玻璃陶瓷

两端都加熔丝（15A）目板

云母纸包裹

外壳管道匹配的排气口

4）最终优化

消焰和热扩散碳纤维芯（CFC）

在铝箔上沾轻量化的碳纤维

(高热导率+隔离火焰)

过程中的实验结果

最终的设计心得

•控制传导路径

- 确保单体间隙≥1毫米-G10板

- 减少电池联接的传导-熔丝

- 增加传导外壳-散热器+导热垫片

控制TR路径保护相邻电池

- 密封单体正极和固定板（高

温度粘合剂），以防止热气体旁路

- 使用陶瓷管+排气口来保护路径

限制短路路径

- 在负电池互连熔丝

- 单体外壳采用云母纸套

限制火花超过电池壳

- 防焰板，曲折路径来冷却热气体出排气口

保护线束，防止外部短路

挡板（镍箔需仔细考虑)

- 金属熔点比较电池热失控高，但是软化温度较低

要考虑软化金属高温性质改变

小结：

1）他山之石可以攻玉