În comparație cu alte baterii cilindrice și pătrate, ambalaj flexibilbaterii cu litiudevin din ce în ce mai populare în utilizare datorită avantajelor dimensiunilor flexibile și densității mari de energie. Testarea la scurtcircuit este o modalitate eficientă de a evalua bateriile cu litiu de ambalare flexibilă. Această lucrare analizează modelul de defecțiune al testului de scurtcircuit al bateriei pentru a afla principalii factori care afectează defecțiunea de scurtcircuit; analizează modelul de defecțiune prin efectuarea de exemplu de verificare în diferite condiții și oferă propuneri de îmbunătățire a siguranței bateriilor cu litiu de ambalare flexibilă.
Defecțiune de scurtcircuit al flexibiluluiambalarea bateriilor cu litiude obicei include scurgeri de lichid, fisurare uscată, incendiu și explozie. Scurgerile și fisurarea uscată apar de obicei în zona slabă a pachetului cu urechi, unde fisurarea uscată a pachetului de aluminiu poate fi văzută clar după test; incendiul și explozia sunt accidente de producție de siguranță mai periculoase, iar cauza este de obicei o reacție violentă a electrolitului în anumite condiții după fisurarea uscată a plasticului de aluminiu. Astfel, în comparație cu testul de scurtcircuit al bateriei cu litiu de ambalare flexibilă, starea pachetului de aluminiu-plastic este factorul cheie care duce la eșec.
Într-un test de scurtcircuit, tensiunea în circuit deschis abateriescade instantaneu la zero, în timp ce un curent mare trece prin circuit și se generează căldură Joule. Mărimea căldurii Joule depinde de trei factori: curent, rezistență și timp. Deși curentul de scurtcircuit există pentru o perioadă scurtă de timp, o cantitate mare de căldură poate fi totuși generată din cauza curentului ridicat. Această căldură este eliberată lent într-o perioadă scurtă de timp (de obicei câteva minute) după scurtcircuit, rezultând o creștere a temperaturii bateriei. Pe măsură ce timpul crește, căldura Joule este în principal disipată în mediu și temperatura bateriei începe să scadă. Astfel, se presupune că defecțiunea de scurtcircuit a bateriei are loc în general în momentul scurtcircuitului și într-o perioadă de timp relativ scurtă după aceea.
Fenomenul de bombare a gazului apare adesea în testul de scurtcircuit al bateriei cu litiu de ambalare flexibilă, care ar trebui să fie cauzat de următoarele motive. Prima este instabilitatea sistemului electrochimic, adică descompunerea oxidativă sau reductivă a electrolitului cauzată de curentul mare care trece prin interfața dintre electrod și electrolit, iar produsele gazoase sunt umplute în pachetul aluminiu-plastic. Bombația producției de gaz cauzată de acest motiv este mai evidentă în condiții de temperatură ridicată, deoarece reacțiile secundare de descompunere a electrolitului sunt mai probabil să apară la temperaturi ridicate. În plus, chiar dacă electrolitul nu suferă reacții secundare de descompunere, acesta poate fi parțial vaporizat de căldura Joule, în special pentru componentele electrolitice cu presiune scăzută de vapori. Bombația de producție de gaz cauzată de această cauză este mai sensibilă la temperatură, adică practic dispare atunci când temperatura celulei scade la temperatura camerei. Cu toate acestea, indiferent de cauza producerii gazului, presiunea ridicată a aerului din interiorul bateriei în timpul scurtcircuitului va agrava fisurarea uscată a pachetului de aluminiu-plastic și va crește probabilitatea de defecțiune.
Pe baza analizei procesului și mecanismului de defecțiune a scurtcircuitului, siguranța ambalajelor flexibile de litiubateriipoate fi îmbunătățit din următoarele aspecte: optimizarea sistemului electrochimic, reducerea rezistenței pozitive și negative a urechii și îmbunătățirea rezistenței pachetului aluminiu-plastic. Optimizarea sistemului electrochimic poate fi efectuată din diferite unghiuri, cum ar fi materiale active pozitive și negative, raportul electrozilor și electrolitul, astfel încât să îmbunătățească capacitatea bateriei de a rezista la curenti mari tranzitori și la căldură mare de scurtă durată. Scăderea rezistenței urechilor poate reduce generarea și acumularea de căldură Joule în această zonă și poate reduce semnificativ impactul căldurii asupra zonei slabe a pachetului. Îmbunătățirea rezistenței pachetului aluminiu-plastic poate fi realizată prin optimizarea parametrilor în procesul de fabricare a bateriilor, reducând semnificativ apariția fisurilor uscate, incendiului și exploziei.
Ora postării: 13-apr-2023