鉅大LARGE | 點擊量：412次 | 2023年09月11日
影響鋰離子電池擠壓試驗的因素有什么?
影響鋰離子電池擠壓試驗的因素有什么？隨著鋰離子電池在新能源汽車上的大規(guī)模使用，人們開始對鋰離子電池的安全性給予了越來越多的關(guān)注，為了保證鋰離子電池的安全性，出廠前都要進(jìn)行一系列的安全探測，包括擠壓、針刺和短路等試驗，其中擠壓試驗緊要是模擬電動汽車在發(fā)生事故時動力鋰離子電池發(fā)生形變后的安全性，有關(guān)動力鋰離子電池的安全性具有緊要的參考意義。
影響鋰離子電池擠壓試驗的因素有什么？
1.電解液有關(guān)擠壓探測結(jié)果的影響
通常為了便于分解擠壓探測對鋰離子電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響，我們會采用沒有注入電解液的干電池，或者將電解液蒸干后進(jìn)行擠壓探測。探測結(jié)果表示采用干燥電池得到的擠壓探測結(jié)果會比電池的實際狀態(tài)更大一些，因此干燥電池的擠壓試驗探測得到的結(jié)果并不能完全代表鋰離子電池的實際使用情況。
2.擠壓位置對探測結(jié)果的影響
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
由于鋰離子電池在發(fā)生事故擠壓變形的過程可能在鋰離子電池不同的位置，而我們進(jìn)行擠壓探測時通常會選擇將電池的中央位置作為探測位置。從結(jié)果來看除非擠壓位置位于鋰離子電池的邊緣上，否則擠壓探測的位置對探測結(jié)果基本上沒有影響，也就是我們在擠壓探測的時候可以選擇除了邊緣的任何位置。
3.擠壓速度有關(guān)探測結(jié)果的影響
采用0.2mm/min到20mm/min的速度進(jìn)行擠壓探測，探測結(jié)果能夠看到擠壓速度會對擠壓探測的最大用途力出現(xiàn)分明的影響，例如在20mm/min的速度下，最大用途力為8.4kN，而在0.2mm/mm的速度下最大用途力僅為7.3kN，但是倘若擠壓速度在一個數(shù)量級上，例如10mm/min和20mm/min，1mm/min和2mm/min就會得到相同的探測結(jié)果。
4.擠壓探測的重復(fù)性
擠壓探測只能通過抽樣的方式來進(jìn)行實驗，因此探測電池得到的實驗結(jié)果是不是具有可重復(fù)性，能夠多大程度上代表其他同批次電池就成為一個緊要的問題。從探測結(jié)果來看，不同直徑的擠壓探測頭在多次擠壓探測中得到的曲線高度重合，僅僅是在最大用途力上有輕微的差別，這聲明擠壓探測的重復(fù)性非常好，能夠僅僅通過測量少量的鋰離子電池表征同批次電池的安全性。
影響鋰離子電池安全的因素
1、熱沖擊對電池安全的影響
與短路和針刺擠壓相比，熱沖擊溫度較低對電池的影響不大，溫度較高則導(dǎo)致電池負(fù)極表面SEI膜發(fā)生分析，高度嵌鋰的負(fù)極材料會與電解液發(fā)生放熱反應(yīng)，此時電池進(jìn)人危險期，倘若散熱速率較慢就容易導(dǎo)致電池內(nèi)部溫度進(jìn)一步升高，隔膜熔化，電池內(nèi)部發(fā)生短路，溫度急劇升高，引發(fā)正極材料參與反應(yīng)，最后發(fā)生爆炸等危險事故，這個過程一般稱為“熱失控”
2、過充電對電池安全的影響
當(dāng)電池發(fā)生過充時，不同電極材料由于化學(xué)性質(zhì)不同，出現(xiàn)的影響也不同。在高倍率充電初期，大部分電能通過可逆的化學(xué)反應(yīng)而被儲存，電池發(fā)熱功率較小，但是在充電后期由于發(fā)生不可逆的化學(xué)反應(yīng)，電能變成了熱能，導(dǎo)致電池溫度迅速升高而引發(fā)一系列的化學(xué)反應(yīng)
在擠壓探測中，隨著電池變形程度的新增，正負(fù)極集流體會首先被撕裂，并沿著45°失效線發(fā)生滑移，活性物質(zhì)也會進(jìn)入到45°失效線內(nèi)，隨著隔膜變形程度的不斷新增，隔膜最終達(dá)到失效點，引起正負(fù)極短路的發(fā)生，擠壓造成的正負(fù)極短路緊要是以點狀短路為主，因此會在短路點出現(xiàn)非常大的電流，熱量聚集釋放，引起短路點的溫度急劇上升，因此很容易引發(fā)熱失控。
當(dāng)電池發(fā)生外部短路或受到針刺和擠壓時，往往很容易導(dǎo)致電池內(nèi)部的隔膜破碎，造成電池在極短的時間內(nèi)有很大的電流流過，這樣就筆直導(dǎo)致電池內(nèi)部溫度急劇升高，從而在很短的時間內(nèi)引發(fā)一系列的劇烈反應(yīng)，甚至發(fā)生燃燒、爆炸等安全問題。鋰離子電池加工出來后，在到達(dá)消費者手中之前還要進(jìn)行一系列測試，以盡量保證電池的安全性，降低安全隱患。
