为了确保锂离子电池的安定性,咱们引入了繁众的磨练锂离子电池安定性的测试技巧,比方针刺、挤压、短道和过充、过放等,用以模仿锂离子电池正在实践操纵流程中或者
为了确保锂离子电池的安定性,咱们引入了繁众的磨练锂离子电池安定性的测试技巧,比方针刺、挤压、短道和过充、过放等,用以模仿锂离子电池正在实践操纵流程中或者面对的刻板、电滥用的景况。合于这些安定测试的探求报道良众,可是合切锂离子电池正在这些测试中电池构造蜕变的探求却很少,这首要是由于正在惹起锂离子电池内短道的安定测试中,往往会激发热失控,导致短道点限度的电极、隔阂等发作熔化,败坏短道倏得的电池构造。即使是没有发作热失控,正在挤压等外力开释后,电芯也会发作回弹,败坏短道时电芯的构造特性,这导致了对锂离子电池正在安定测试流程中的构造探求对比贫窭。
美国橡树岭国家试验室的Hsin Wang等欺骗低荷电态下的方形铝壳锂离子电池探求了正在挤压测试中电池构造的蜕变。较低的SOC可能避免正在锂离子电池发作内短道时惹起热失控,而Al壳则可能确保正在外力消散后电池如故可能维持原本形势。
试验流程如下图所示,电池产热和电压突变用以标识锂离子电池内短道的发作,然后上下挤压球会回到初始地方,试验显示电池正在厚度宗旨上的形变起码要到达60%以上内短道才会发作。短道后的电池被从中央地方切开,用光学显微镜阅览横截面的构造。
下图为0.25”、0.5”、1”、2”和3”尺寸的挤压球形成的电池内短道的横截面照片,从这些图片中咱们可能看到:
2)众层集流体断裂:正在剪切力的效力上电芯发作了众层集流体的断裂,并浮现出角度为45度驾驭的断裂线)电极层纽结:众层电极之间互相纽结。
下图为0.25”的挤压球惹起的电池构造蜕变的图片,从图上可能看到挤压点边际的集流体依然粉碎为碎片状,浮现出放射状散布。图b和图c可能看到正在电芯的角落有众层电极的纽结,解说正在刻板滥用的景况下会正在电芯的角落发作失效,这也是电池发作内短道的常睹形式。
下图为0.5”挤压球对锂离子电池形成的构造败坏,挤压球更小的曲度,使得其对电池的败坏也特别平均。可是剪切力如故是形成电芯构造败坏的首要因由,正在电芯中可能看到一条45度驾驭的败坏线。
下图为半径为1”的挤压球对电池形成的构造败坏,电芯内如故有一条超越众层电极的败坏线,活性物质与集流体发作散开,集流体碎片沿着败坏线发作了滑移,进入到了败坏线的内部。
下图为2”的挤压球形成的电池构造败坏,可能看到电芯内部没有45度的败坏线”挤压球形成的电池构造败坏,可能看到电极扯破和剪切力对电极的败坏又成为形成电池构造败坏的首要因由。
1)初期对电芯平均的挤压:电极变形首要取决于每层电极的和婉水平,电极位移格外平均,首要取决于挤压球的形势和电芯的各向异性。
2)失效:跟着压力的持续增大,最终抢先电芯的强度,惹起限度失效。限度失效的形式目前还不清晰,一种或者的成分是电芯的剪切强度低,所以正在剪切力的效力下电芯被败坏,并将集流体扯破。
3)资料的滑移和内部重组:正在电芯失效线左近的电极资料或者会沿着失效线滑移,并进入到失效线内部,从而开释一面压力。
4)隔阂失效:因为电芯变形对隔阂酿成的拉伸和回旋,最终使的隔阂到达失效点,导致短道的发作。