鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:847次 | 2021年08月08日
過熱鋰離子電池可用X光測試 為加工更安全電池作保障
所謂熱逸潰現(xiàn)象,就是在鋰離子電池過熱的時候會燒穿袋子,還會猛然燃燒,甚至發(fā)生爆炸。盡管少見,但極小的發(fā)生概率,就足以讓工程師們?nèi)ヌ剿鞣乐够蛘哳A(yù)測火災(zāi)的辦法。
為了解熱逸潰現(xiàn)象,倫敦大學(xué)學(xué)院的科學(xué)家們首次利用同步輻射裝置對過熱的鋰離子電池進(jìn)行了掃描,希望借此改進(jìn)鋰離子電池的設(shè)計(jì),提高其安全性。用粒子加速器生成的X射線圖像,其辨別率遠(yuǎn)高于常規(guī)X光機(jī)。他們在NatureCommunications的四月二十八日版次中,具體闡述了他們的發(fā)現(xiàn)。
科學(xué)家們先用熱風(fēng)槍將兩只洋溢電的商業(yè)鋰離子電池加熱(超過250攝氏度),再用幀頻為1250的X射線進(jìn)行成像,并結(jié)合熱成像進(jìn)行觀察。最后他們觀察到了熱逸潰前鋰離子電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)的快速崩潰現(xiàn)象。
他們發(fā)現(xiàn)兩只電池內(nèi)部均存在熱反應(yīng)與電化學(xué)反應(yīng),并且會出現(xiàn)氣泡,致使鋰離子電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)變形。在電池內(nèi)部,高導(dǎo)電性的部分相互接觸,導(dǎo)致短路,此時便會出現(xiàn)熱爆發(fā)現(xiàn)象。
之后,電池內(nèi)的壓力快速升高,彈起蓋子,氧氣的進(jìn)入會進(jìn)一步加劇熱逃逸;或者電池蓋完好,密閉的空間促使熱反應(yīng)迅速完成,熱氣與熔融材料從電池孔噴發(fā)而出。第二種情況下,內(nèi)部溫度甚至?xí)^1085攝氏度,使銅熔化。
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%
高頻率的充放電、極端狀態(tài)下的過度充電和充電不足,都會導(dǎo)致鋰離子電池的災(zāi)難性故障。研究人員提議在以后的分解中,可以對此進(jìn)行測試。他們還提議進(jìn)行刺穿和壓碎探測,以幫助設(shè)計(jì)出更加安全的電池。
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