A segurança da bateria de íons de lítio é nossa questão prioritária, especialmente em carros de passageiros e outras áreas relacionadas à segurança de nossas vidas e propriedades, a segurança é a mais importante. Para garantir a segurança das baterias de íon de lítio, as pessoas criaram Uma variedade de testes de segurança para garantir a segurança das baterias de iões de lítio no caso de abuso da caixa, então, como projetar a estrutura da bateria para garantir que as baterias de íon de lítio possam passar no teste de segurança, para garantir a segurança em uso, é a questão que precisamos considerar.
Para as baterias de iões de lítio em uso real podem encontrar riscos de segurança, projetamos extrusão, acupuntura, curto-circuito, sobrecarga e descarga excessiva, alta e baixa temperatura e outros testes de segurança em um grande número de testes de segurança, bateria de iões de lítio analógica A ocorrência de curto-circuito interno e compressão de curto-circuito externo, acupuntura e teste de curto-circuito externo é o mais comum e mais difícil de passar no teste de segurança. O motivo, principalmente por causa destes dois testes de segurança na corrente instantânea é muito grande, devido ao ohm A impedância e outros fatores produzem uma grande quantidade de calor gerada dentro da bateria de íon de lítio dentro de um período de tempo, sujeito à estrutura da bateria de íon de lítio. Esse calor não pode se espalhar rapidamente para fora da bateria, o que resulta em uma bateria de íon de lítio muito alta, causando a decomposição de substâncias e eletrólitos ativos Queimando, causando fuga térmica.
Tomando a bateria quadrada comum em EV como exemplo, devido ao design estrutural, o calor gerado em várias partes da bateria é difundido a diferentes velocidades e, portanto, um gradiente de temperatura significativo é gerado na direção do plano e na direção da espessura da bateria. Em particular, Quando a corrente é alta, o calor gerado dentro da bateria, especialmente no meio das baterias, não pode se difundir bem. Portanto, a temperatura dentro das baterias aumenta drasticamente, causando problemas de segurança.
No teste de extrusão, à medida que o grau de deformação da bateria aumenta, os coletores de corrente positivos e negativos serão primeiro rasgados e deslizam ao longo da linha de falha de 45 graus, e o material ativo também entrará na linha de falha de 45 graus como A deformação do diafragma aumentou, o diafragma eventualmente atingiu o ponto de falha, causando a ocorrência de curto-circuito positivo e negativo, o aperto causado pelo curto-circuito é principalmente o ponto curto, de modo que o curto-circuito terá uma corrente muito grande, o calor A liberação concentrada, causando um aumento acentuado na temperatura do ponto de curto-circuito, é fácil causar queda térmica.
As experiências de acupuntura também são um método para simular curto-circuitos em baterias de íon de lítio. O princípio básico é usar uma agulha de metal para inserir lentamente no interior de uma bateria de íon de lítio a uma certa velocidade, causando um curto-circuito interno na bateria de iões de lítio. Quando toda a energia da bateria de iões de lítio é descarregada através do ponto de curto-circuito, a pesquisa relevante mostra que, quando o curto-circuito ocorre, até cerca de 70% da energia dentro de 60s através da liberação do ponto de curto-circuito, esta parte do calor é eventualmente convertida em calor, como resultado de O calor gerado não pode ser espalhado no tempo, de modo que a temperatura instantânea do ponto de curto-circuito pode chegar a mais de 1000 ℃, causando fuga térmica.
Em comparação com o teste de extrusão e agulha acima, o teste de curto-circuito externo parece ser relativamente suave. O teste de curto-circuito externo é conectar uma bateria de iões de lítio a uma resistência ajustada e a energia da bateria de iões de lítio para ser descarregada através de um resistor. O tamanho do resistor pode controlar o tamanho da corrente de curto-circuito de dezenas de amperes a centenas de amperes ou mesmo milhares de amperes. Uma vez que a grande corrente irá acumular uma grande quantidade de calor dentro de um curto período de tempo em uma bateria de iões de lítio, isso pode causar fugas térmicas da bateria de iões de lítio .
O teste de curto-circuito pode ser afetado principalmente pelo tamanho da corrente de curto-circuito, quanto maior a corrente de curto-circuito, a bateria de íon de lítio mais rápida gerada e a taxa de difusão térmica da bateria de íon de lítio não terá muita mudança, significa A acumulação de mais calor interno da bateria de íon de lítio, a elevação da temperatura mais, pode levar à contração do diafragma, curto-circuito e outros problemas sérios, o que levou a baterias térmicas de iões de lítio.
A corrente de curto-circuito da bateria de iões de lítio deve-se principalmente à resistência ao curto-circuito da resistência, seguida da resistência interna da bateria de lítio-íon e do estado da carga e outros fatores, a Holanda AkosKriston e outros. Através de uma variedade de baterias de iões de lítio foram encontradas e encontradas No processo de bateria de iões de lítio de curto-circuito, as mudanças de corrente são divididas em várias partes, a corrente de descarga das baterias na Área 1 até 274C, esta parte da bateria de iões de lítio, principalmente pela descarga elétrica de camada dupla e camada de difusão na região 2 , Taxa de descarga de bateria de íon de lítio até 50-60C, o principal fator limitante nesta parte da difusão atual do material, devido ao acúmulo de calor nesta região pode ocorrer impedimento térmico da bateria na região 3, com a força motriz Declínio, a corrente de descarga da bateria está diminuindo gradualmente.
O estudo de Akos Kriston descobriu que o principal fator que afeta os resultados do teste de curto-circuito é a relação entre a resistência de curto-circuito e a resistência interna da bateria de iões de lítio, que é ainda mais do que o impacto nos resultados experimentais pela resistência interna da bateria de iões de lítio e o estado de carga da bateria Grande. Pode ver que a resistência ao curto-circuito e a bateria de iões de lítio estão mais próximas do excesso de excitação térmica da bateria de iões de lítio, somente quando a resistência à resistência ao curto-circuito é superior a 9-12 vezes a resistência à bateria de lítio-íon, o lítio Ion bateria para passar no teste de segurança de curto-circuito. Na verdade, não é difícil de entender, no processo de descarga de curto-circuito, o calor, principalmente pela resistência ao curto-circuito do circuito externo e pela resistência interna da bateria gerada, de acordo com a equação de calor de Joule P = I2R, na mesma corrente Sob o poder de aquecimento e a resistência é proporcional à energia da bateria no caso de certos, a maior parte da resistência produzirá naturalmente mais calor.
Não é difícil de ver a partir da análise acima, os fatores que afetam os resultados dos testes de segurança das baterias de iões de lítio são essencialmente a taxa de produção de calor e a taxa de dissipação de calor. Por meio do design de proteção de segurança, a taxa de produção de calor durante o teste de segurança é reduzida ou, se necessário Caso, corte a corrente, para evitar que a produção contínua de calor possa efetivamente evitar a bateria de íon de lítio impedida. Em segundo lugar, para melhorar a taxa de refrigeração da bateria de íon de lítio através do projeto da estrutura da bateria de íon de lítio, melhore a taxa de resfriamento, pode efetivamente evitar o íon de lítio A temperatura da bateria é muito alta, especialmente no nível da bateria, você precisa estar equipado com os meios adequados de resfriamento, impedimento térmico em algumas baterias de íon de lítio, o arrefecimento rápido para garantir que isso não cause uma reação em cadeia.
