能源短缺和環(huán)境污染已成為人類社會的主要問題，保護環(huán)境和開發(fā)新能源是世界范圍內的重點研究課題，如風能、電能、太陽能等

。鋰離子電池作為一種能源載體，考慮到其高能量密度和長循環(huán)壽命，特別是磷酸鐵鋰電池已經(jīng)成為儲能領域的首選儲能介質

。磷酸鐵鋰電池與三元動力電池相比，具有較好的安全性能，但是由于其正極材料、電解液、隔膜等固有的物理化學屬性，其熱穩(wěn)定性和安全性問題不容忽視。

近年來，儲能產業(yè)蓬勃發(fā)展，電化學儲能電站的大規(guī)模應用可以有效提升電網(wǎng)的應急響應能力和調峰調頻效率

。在儲能產業(yè)快速發(fā)展的同時也表現(xiàn)出明顯的安全問題，2021 年“4·16”北京儲能電站火災爆炸事故造成3人遇難，2022年4月美國亞利桑那州鹽河變電站內儲能設施發(fā)生火災，火災持續(xù)時間超過5天。儲能電站事故頻發(fā)說明鋰離子電池的安全性能仍然存在較大問題。

任何一個職業(yè)或行業(yè)都有自己的行為準則，也就是俗稱的行規(guī)，商務英語翻譯也不例外。對于翻譯職業(yè)道德的定義可以概述為翻譯活動中各種行為規(guī)范和道德準則之和，是人們在翻譯過程中必須遵守的。其表達形式多樣化，但可以簡單地概括為以下幾點：準確，公正，公平，尊重顧客，謝絕不能勝任的翻譯任務等。

對于磷酸鐵鋰電池，一旦發(fā)生熱失控將產生劇烈的煙氣射流行為同時產生大量的熱量。Yuan等

采用26650 磷酸鐵鋰電池進行了絕熱加速量熱(ARC)實驗研究，發(fā)現(xiàn)其熱失控峰值溫度為399 ℃，同時分析了其產氣量和產氣成分。Perea等

使用ARC 進行了不同SOC 的磷酸鐵鋰電池實驗，發(fā)現(xiàn)隨著SOC 的增加，電池的最大自產熱速率升高，最高溫度也在升高。Lei等

研究了不同電極材料的18650型電池在絕熱環(huán)境下的熱失控產氣行為和產熱行為特性。Liu 等

研究了大型磷酸鐵鋰電池不同SOC條件下的熱失控特征和火焰行為，發(fā)現(xiàn)隨著SOC 的增加，電池的熱失控行為更加嚴重，產熱量更多。黃崢等

研究了過熱條件下86 Ah磷酸鐵鋰電池的熱失控行為，發(fā)現(xiàn)該電池發(fā)生熱失控時存在兩個溫升速率峰值，產生的氣體中二氧化碳和氫氣含量較多。目前對于磷酸鐵鋰電池的熱失控機制研究較多，厘清了磷酸鐵鋰電池在熱失控過程中的產熱和產氣行為。

但是目前針對磷酸鐵鋰電池的絕熱實驗研究僅局限于圓柱小型電池，分析小容量磷酸鐵鋰電池在產熱和產氣方面的特征。由于儲能電站內部空間狹小，磷酸鐵鋰電池發(fā)生熱失控時產氣量較大，在相對密閉的環(huán)境中發(fā)生熱失控更容易發(fā)生燃燒行為

，對于方形磷酸鐵鋰電池的絕熱實驗研究相對較少。因此，本工作選用280 Ah 磷酸鐵鋰電池進行絕熱熱失控實驗，研究其在絕熱狀態(tài)下的熱失控行為特征，彌補了大型磷酸鐵鋰電池在絕熱熱失控研究方面的空白與不足。

1 實驗設計

1.1 實驗樣品及測點

本工作使用容量為280 Ah 的儲能用磷酸鐵鋰電池，樣品電池及其物理參數(shù)如圖1(a)和表1 所示，正極材料為磷酸鐵鋰(LiFePO

)，負極材料為石墨(C)。在實驗之前，使用新威電池充放電循環(huán)儀(NEWARE CT-4004-30V50A-NFA)對樣品電池進行充放電，具體步驟如下：首先以20 A 的恒定電流放電至截止電壓2.5 V，隨后以恒流恒壓模式進行充電，充電電流為20 A，截止電流為2.8 A，截止電壓設置為3.65 V，通過以上操作使樣品電池在測試之前處于100%荷電狀態(tài)(SOC)。

本次實驗一共布置7 個溫度測點，包括1 個主要溫度測點(

)和6個附加溫度測點，如圖1(b)、1(c)所示，

位于樣品電池大面正面的中心處，

、

沿背面對角線均勻布置，

位于電池側表面中心處，

布置在樣品電池正極，

布置在安全閥泄放口。為了更好地分析電池內部的變化，了解電池在絕熱環(huán)境中發(fā)生熱失控的過程，在實驗過程中測量電池的電壓變化。

1.2 實驗裝置和測試原理

通過電池的溫度特征參數(shù)，可以使用公式(4)計算出樣品電池在熱失控期間釋放的總熱量，其中

代表釋放的總熱量，

代表樣品電池質量，

C

代表樣品電池比熱容。通過計算可以得到樣品電池在熱失控期間釋放的總熱量為1511284 J，相當于51.09 gTNT 爆炸產生的熱量，因此，大型磷酸鐵鋰電池在熱失控期間將釋放巨大的熱量，磷酸鐵鋰電池一旦發(fā)生熱失控行為將產生巨大的危害和損失。

同時可以發(fā)現(xiàn)280 Ah 磷酸鐵鋰電池在ARC 實驗中熱失控所達到的最高溫度偏低，僅有340.72 ℃。一方面是由于磷酸鐵鋰電池熱失控孕育階段的反應較緩慢；另一方面，磷酸鐵鋰電池在陰極分解過程中釋放的氧氣較少，同時缺乏氧氣的環(huán)境將會減緩電解質分解等化學反應的進行

。磷酸鐵鋰電池熱失控過程需要消耗較多的氧氣，而在擴展體積絕熱加速量熱儀的密閉腔體中氧氣的濃度是恒定的，該環(huán)境中的氧氣含量較少，氧氣含量的多少影響其熱失控過程內部化學反應速率以及釋放的熱量。因此容量小的電池耗氧量較少，在其內部發(fā)生熱失控時較為劇烈，而容量大的電池由于內部氧氣含量低導致反應較緩慢，所能達到的熱失控最高溫度相比于圓柱電池較低。同時ARC 實驗是一個絕熱密閉環(huán)境，與文獻[8-9]實驗中的開放環(huán)境相比，在熱失控過程中缺少氧氣，抑制了部分耗氧化學反應的進行。

鋰離子電池在絕熱環(huán)境條件下的溫升速率方程如式(1)所示，其中

代表指前因子，

代表活化能，

代表反應程度，

代表反應級數(shù)，對式(1)兩邊取自然對數(shù)可得式(2)。

第三階段：在此階段電池內部開始劇烈反應，溫度快速升高，測量到的最高溫度為340.72 ℃，此過程持續(xù)較短，隨后溫度開始下降。由于樣品電池內部有兩個卷芯，兩個卷芯發(fā)生熱失控行為具有一定的時間間隔，因此在第三階段熱失控過程中出現(xiàn)兩個溫升速率的峰值，分別對應3.59 ℃/s 和1.28 ℃/s。

2 結果與討論

2.1 絕熱條件下磷酸鐵鋰電池熱失控特性分析

圖4展示了磷酸鐵鋰電池在絕熱條件下熱失控過程的溫度和電壓變化情況。磷酸鐵鋰電池熱失控過程可以通過兩個關鍵溫度點劃分為3個階段

，兩個溫度點為自產熱溫度(

)和熱失控觸發(fā)溫度(

)。

圖7展示了樣品電池實驗前和實驗后的電池形貌，在實驗結束后打開擴展體積絕熱加速量熱儀的腔室發(fā)現(xiàn)樣品電池已經(jīng)破裂，在腔室內發(fā)現(xiàn)了大量的卷芯殘片，如圖7所示。由于電池已經(jīng)破碎，無法進行稱重，因此本次實驗無法得到熱失控過程的總質量損失。

第一階段：絕熱加速量熱儀按照圖2所示的工作模式加熱測試電池，當樣品電池表面溫升速率等于0.02 ℃/min 時電池內部開始產熱，表面溫度達到

。

第二階段：當電池表面溫度達到

后，腔室內部溫度隨測試電池溫度升高，時刻使得測試電池溫度與腔室內壁溫度保持一致，電池處于絕熱狀態(tài)，電池負極材料表面SEI膜融化，電解液與負極材料反應是導致電池自產熱的本質原因

。在這個階段，電池負極材料與電解液反應放熱，隔膜持續(xù)收縮分解，電池內部正負極大范圍接觸，發(fā)生大規(guī)模內短路，內短路及各種化學反應產生的熱量進而加速內部化學反應。從圖4中可以看出在電池表面溫度處于168.91 ℃時，電壓由3.3 V左右掉落至0.2 V左右。同時，電池內部發(fā)生化學反應產生大量氣體與電解液揮發(fā)，導致內部壓力升高

，當內部壓力達到安全閥的耐壓上限后，安全閥被沖破，電池表面溫度有所下降，隨后逐漸升高達到

。

擴展體積絕熱加速量熱儀采用“加熱—等待—搜索”的模式加熱樣品電池，其工作模式流程如圖2所示，其中

為結束溫度。在實驗開始前設置起始溫度、結束溫度、溫度梯度等參數(shù)，具體數(shù)值如表2所示。在本次實驗中，設定初始溫度為50 ℃。實驗開始之后電池首先被加熱到一定溫度，隨后進入等待—搜索階段。在搜索階段，將判斷樣品電池表面溫升速率是否超過0.02 ℃/min 檢測閾值，如果大于檢測閾值，樣品將進入自產熱階段，擴展體積絕熱加速量熱儀內壁溫度將跟隨電池溫度逐漸升高，確保電池處于絕熱狀態(tài)。如果表面溫升速率小于檢測閾值，擴展體積絕熱加速量熱儀將繼續(xù)以5 ℃的溫升步長加熱電池，直到樣品電池表面溫升速率達到檢測閾值。使用絕熱加速量熱儀對樣品電池進行實驗，可以得到電池熱失控過程中的一些特征參數(shù)，如自產熱初始溫度、熱失控觸發(fā)溫度、熱失控最高溫度和溫升速率等，以上參數(shù)可以計算電池釋放的熱量、電池自產熱階段的動力學參數(shù)等

。

2.2 電池表面溫度分析

在之前的研究中

，描述電池熱失控的溫度特征參數(shù)有3個，即

、

和熱失控最高溫度(

)，表3列出了不同容量的磷酸鐵鋰電池熱失控溫度特征參數(shù)以及本工作所用電池的熱失控溫度特征參數(shù)。通過對比可以發(fā)現(xiàn)大型磷酸鐵鋰電池在絕熱密閉環(huán)境中發(fā)生熱失控時，自產熱溫度相對較低，熱失控觸發(fā)溫度與其他電池基本保持一致，這說明大型磷酸鐵鋰電池在熱失控之前有一個較長的孕育時期，即前文所提到的電池自產熱階段，在這個階段電池表面溫度將緩慢上升，從70.62 ℃升高到200.65 ℃。自產熱溫度較低可能是由于大容量磷酸鐵鋰電池內部活性材料較多，在“加熱—等待—搜索”階段直接被加熱的活性材料更多，在溫度較低時表面溫升速率就達到了檢測閾值，進入電池自產熱階段。而電池溫度較低時，小容量的圓柱電池發(fā)生化學反應的產熱速率不足以使表面溫升速率達到檢測閾值。在Liu 等

進行的243 Ah 的磷酸鐵鋰電池熱失控實驗中也出現(xiàn)了同樣的現(xiàn)象，熱失控孕育階段比較緩慢，從加熱開始到發(fā)生熱失控經(jīng)歷了2500 s左右的時間。

罐區(qū)緊急切斷閥安裝于儲罐進出口管道上，遇到緊急情況時能夠通過SIS聯(lián)鎖或手動控制快速切斷，避免事故范圍擴大，減少事故損失。

除了電池正面的熱電偶測點以外，在電池的背面和其他面也布置了溫度測點，圖5展示了其余6個測點的溫度變化情況。從圖中可以發(fā)現(xiàn)，當電池發(fā)生熱失控之后，僅有1個測點的溫度明顯升高，最高溫度達到319.41 ℃。在樣品電池側面的溫度測點數(shù)值下降之后隨后升高到200 ℃左右，隨后逐漸下降，其余4個溫度測點出現(xiàn)斷崖式下降，之后逐漸趨于穩(wěn)定。在電池發(fā)生熱失控行為后，表面溫度應該是迅速上升，而不是圖5 中所呈現(xiàn)的變化情況，這是由于樣品電池處于相對密閉環(huán)境，發(fā)生熱失控時內部壓力較大，反應較為劇烈，電池表面熱電偶出現(xiàn)了脫落現(xiàn)象，熱電偶測到的不是電池表面的溫度，而是內部環(huán)境的溫度，同時熱電偶也可能在劇烈的熱失控反應過程中被損壞。

為進一步強化測繪地理信息統(tǒng)計質量，需要對其實際定位進行明確，并在此基礎上適當開展試點探索工作。在實際工作中，為提升統(tǒng)計數(shù)據(jù)質量，除了要用發(fā)展的眼光來審視測繪地理信息監(jiān)測，還要在實踐中不斷提出行之有效的改進思路，對統(tǒng)計數(shù)據(jù)方法進行完善，使資源得到最大程度上的整合與優(yōu)化。為此，要從以下兩個方面入手：其一，對統(tǒng)計數(shù)據(jù)工作思路進行協(xié)調統(tǒng)一，加強對測繪地理信息工作的重視程度，相關人員能夠結合測繪地理信息客觀規(guī)律，不斷提高對統(tǒng)計數(shù)據(jù)的認知，做好定位后，給出相應指導意見。其二，在選取試點地區(qū)時，要具備一定代表性，結合當?shù)貙嶋H情況，因地制宜，發(fā)揮示范作用，使地理信息監(jiān)測更加具有針對性。

2.3 自產熱階段動力學及產熱量分析

在樣品電池自產熱階段，電池內部的放熱化學反應產生大量熱量，電池表面的溫度以指數(shù)趨勢上升。在使用擴展體積絕熱加速量熱儀進行絕熱條件熱失控實驗時，電池自產熱階段產生的熱量全部用于加熱電池觸發(fā)熱失控。在此階段，可以使用阿侖尼烏斯定律來評估電池自產熱階段動力學參數(shù)，可以為大型磷酸鐵鋰電池熱失控數(shù)值模擬提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐。

美國喬治亞大學老年病學中心副主任安娜·格拉斯曾針對中國老年醫(yī)學的狀況發(fā)表過論文，對于中國對阿爾茨海默病的更名行動，格拉斯有所關注，她對《中國新聞周刊》表示，“比起‘認知障礙癥’‘失憶癥’等各種名詞，‘阿爾茨海默病’這個名稱界限清晰，是一個更為嚴謹?shù)尼t(yī)學名詞。”格拉斯說，“阿爾茨海默病的防治在美國也面臨著不少難題，然而我對中國民眾對這種病癥的缺乏了解，更加感到震驚?！?/p>

通過繪制ln(d

/d

)和1000/

的關系曲線，進行線性擬合可以得到二者之間的關系式，如圖6所示。根據(jù)實驗結果得到的散點數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，當溫度大于130 ℃時呈線性關系，當溫度小于130 ℃時分布較為離散，沒有表現(xiàn)出明顯的線性分布，這可能是由于磷酸鐵鋰電池自產熱階段內部反應復雜，或者在實驗數(shù)據(jù)采集方面存在波動。因此，本工作采用了分段擬合方式，如圖6所示，階段一實驗數(shù)據(jù)較為離散，線性擬合結果的

為0.246，線性擬合結果較差，不符合前面對式(2)所做的假設，實驗數(shù)據(jù)的變化趨勢無法簡單地描述為線性變化；階段二線性擬合結果的

為0.951，即ln(d

/d

)和1000/

符合線性關系，計算得到的動力學參數(shù)較為準確。在階段二，通過曲線的斜率和截距計算得到活化能和指前因子，如表4所示。

本工作使用仰儀科技有限公司研發(fā)的BAC-420A 擴展體積絕熱加速量熱儀(ARC)，如圖3 所示。該裝置包含一個密閉的腔室和一套控制系統(tǒng)，密閉腔室用于盛放樣品電池，電池在此腔室內發(fā)生熱失控行為，控制系統(tǒng)主要控制腔體內壁的溫度同時記錄測試電池表面的溫度數(shù)據(jù)和電池的電壓變化情況。

問卷調查結果表明,連貫組患者的疾病知曉程度為(91.10±2.17)分,明顯較高于對照組的(63.46±7.35)分,經(jīng)t值檢驗兩組間的對比差異,顯示有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。

2.4 殘留物分析

三個階段如下。

研究人員發(fā)現(xiàn)磷酸鐵鋰電池發(fā)生熱失控之后將產生大量的氣體，當電池處于有限空間時，大量氣體在此空間內聚積形成較大的壓力，同時可燃氣體的濃度相對較高。Qin 等

研究了兩種不同結構的磷酸鐵鋰電池組的熱失控行為，發(fā)現(xiàn)火災爆炸行為通常發(fā)生在通風面積小、空隙體積小的結構空間中，分析得到導致火災爆炸的主要氣體是氫氣和乙烯。這說明當使用大型磷酸鐵鋰電池進行絕熱條件熱失控實驗時腔體內會聚積大量氣體產生超壓，同時電池內部還在持續(xù)進行化學反應，很容易使得電池發(fā)生破裂，具有較大的危險性，這也解釋了附加的6 個熱電偶僅有1 個熱電偶測量到電池表面的溫度，而其他熱電偶測量的數(shù)值均出現(xiàn)了斷崖式掉落。

經(jīng)過治療后,全乎患者共有39例順利治療完成,順利出院,有8例患者死亡,休克是導致患者死亡的主要原因,患者入院時間晚,大面積燒傷在入院前沒有接受補液治療和處理。

3 結 論

本工作使用280 Ah 磷酸鐵鋰電池進行絕熱環(huán)境下的熱失控實驗，得到了該電池在熱失控全過程中的表面溫度變化和電壓變化，同時得到該電池自產熱階段的動力學參數(shù)。

（1）通過對樣品電池表面溫度曲線的分析，得到電池熱失控過程的3個溫度特征參數(shù)，即電池自產熱溫度

為70.62 ℃、熱失控觸發(fā)溫度

為200.65 ℃、熱失控最高溫度

為340.72 ℃。溫升速率出現(xiàn)兩個峰值，分別為3.59 ℃/s和1.28 ℃/s，這是由于電池內部有兩個卷芯，兩個卷芯熱失控最劇烈時刻有一定的時間間隔。同時發(fā)現(xiàn)電壓掉落發(fā)生在安全閥打開之前，說明在此之前電池內部已經(jīng)出現(xiàn)了大面積內短路現(xiàn)象，通過分析得到容量對磷酸鐵鋰電池熱失控特征參數(shù)的影響可能由氧氣含量決定。

此教學設計模式的具體實現(xiàn)需要依賴教師已有的教學設計經(jīng)驗，同時又能提升教師教學設計的能力，并在具體的行動中使教師“以教師為中心”的傳統(tǒng)教學設計觀發(fā)生改變，更重要的是其為翻轉課堂的中國化提出了具體、有效、可實施的參考模式，是走出中國式翻轉困境的一項“處方性”方案，在促進教學觀念的過程中使翻轉課堂不斷與我國國情更深入地契合，并在教師設計能力提升的良性循環(huán)中創(chuàng)新我國自己的“翻轉課堂”。

（2）通過對自產熱階段的動力學特性進行分析，發(fā)現(xiàn)阿侖尼烏斯定律不能較好地描述自產熱階段全過程。當溫度大于130 ℃時，ln(d

/d

)和1000/

呈線性變化，溫度小于130 ℃時離散分布，不符合線性變化關系。通過溫度特征參數(shù)計算得到電池熱失控期間釋放的總熱量為1511 kJ。

（3）實驗結束后電池外殼破損，卷芯散落在絕熱加速量熱儀腔體內。導致這種現(xiàn)象的原因可能是由于腔體內部壓力較大，熱失控反應較為劇烈，使得電池受到較大的破壞，以至于熱失控實驗后無法得到完整的測試電池。

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