Avec le développement rapide de l'industrie des véhicules électriques, les batteries lithium-ion sont largement utilisées dans le domaine des batteries de puissance en raison de leur densité énergétique élevée, de l'absence de mémoire et de sécurité, etc. En raison de la particularité des véhicules électriques, des exigences plus élevées, par exemple, lorsque les collisions de véhicules électriques et d'autres accidents se produisent, ne ont pas besoin incendie de la batterie, une explosion, et assurer la sécurité des occupants et donc l'expérience de test de sécurité de batterie comprendront l'extrusion, l'acupuncture, etc. Le test de la sécurité de la batterie lithium-ion dans les cas les plus extrêmes d'abus, le passage de ces tests de sécurité sévères, est la norme ultime pour évaluer la sécurité d'une batterie lithium-ion.
Dans le test de compression, le boîtier de batterie au lithium-ion est déformée en premier et ensuite pressé pour commencer à former la cellule, en raison du procédé de fabrication actuel de sec étirage dans le septum latéral et l'orientation diagonale inférieure force, de sorte que les batteries lorsque la déformation atteint un certain niveau, le diaphragme se rompra se produit latérale premier, résultant en contact direct avec les électrodes positive et négative d'une batterie au lithium-ion, un court-circuit, la libération immédiate de grandes quantités de chaleur, ce qui conduit à la matière négative pellicule SEI, une électrode positive active et la réaction de décomposition de l'électrolyte se produit, Conduire à la batterie lithium-ion runaway thermique, conduisant éventuellement à l'incendie et l'explosion de la batterie lithium-ion.
Afin d'éviter une batterie au lithium-ion emballement thermique se produit dans l'essai de compression, ce qui augmente la sécurité de la batterie au lithium-ion, il est nécessaire que le mécanisme d'apparition d'un emballement thermique dans une batterie lithium-ion essai d'extrusion, réalisé des études intensives sur la batterie au lithium-ion de telle sorte que Conception de sécurité ciblée, améliorant ainsi la sécurité des batteries lithium-ion dans le test d'extrusion Jetons un coup d'œil aux derniers résultats de recherche du MIT.
Juner MIT Zhu et al ont étudié le mécanisme à l'aide 18650 cellules se produit lors de la compression axiale de la batterie au lithium-ion à emballement thermique, et la simulation en utilisant le modèle d'analyse par éléments finis qui différent réduction effet de la pression axiale pour provoquer la batterie au lithium-ion, un rapport d'analyse de balayage CT obtenus ont vérifié que les résultats de la simulation peuvent expliquer les trouvés deux raisons à la batterie au lithium-ion de causer un court-circuit se produit dans l'essai d'extrusion.
Etant donné que la puissance de la batterie est généralement vertical des cellules 18650 assemblés dans la chute de la batterie ou analogue se produit, la cause principale de la déformation par compression axiale de la batterie au lithium-ion, de sorte Juner Zhu batterie principale sous pression axiale mécanisme de déformation conduisant à court-circuiter la batterie au lithium-ion. Certains modèle conventionnel car on suppose que la batterie au lithium-ion interne est un ensemble homogène, et ne peut donc pas prévoir les résultats lorsque la prédiction des cellules 18650 test de compression axiale précise, principalement en raison de la batterie au lithium-ion structure particulière des batteries, ce qui entraîne pas exactement la même dans les batteries supérieure et inférieure, et que le couvercle de la batterie au lithium-ion (par exemple positive) de la structure unique de la batterie au lithium-ion de telle sorte que lorsqu'il est soumis à une pression axiale, peut être incluse Avant qu'un court-circuit ne se produise, cela provoque un court-circuit de la batterie lithium-ion.
18650 se compose principalement de trois parties: une soupape de sécurité, et une soupape à faible coeur de gaine en acier au carbone est généralement constitué d'un matériau à coefficient de température positif, l'aluminium, l'acier inoxydable, et la soupape de borne d'électrode positive, joint étanche aux gaz, etc., batteries comprenant une électrode positive, une électrode négative et un séparateur , La composition du matériau actif dans l'électrode positive du test est LiCoO2 La vitesse de chargement de la charge axiale est de 5 mm / min, et toutes les cellules de test ont été complètement déchargées avant le test (SOC = 0). test de pression axiale a montré une augmentation de la pression lentement - montée rapide - légère baisse - augmentation rapide, et les tests de tension montré, 18650 atteint la déformation se produit en cas de défaillance de 4 mm et trouvé par l'expérience 18650 La chute de tension de la batterie était principalement causée par le court-circuit interne de la batterie, et non par la déconnexion de la structure interne. Afin d'étudier le mécanisme de défaillance de 18650 sous pression axiale, Juner Zhu l'a également analysé en utilisant le logiciel éléments finis. principalement le modèle élastoplastique, et considérées comme des caractéristiques anisotropes de différents matériaux, un modèle englobe l'unité de calcul de millions, Est prévu pour charger la vitesse de chargement de 1 m / s. Les résultats de la simulation dans le cas de reproduction de la charge axiale, la déformation de la batterie par l'intermédiaire 18.650 région du premier couvercle de boîtier de batterie commence la déformation plastique, après que le degré de déformation de 1 mm , le logement de cellule supérieure déformable initialement noyau extrudé avec un degré de déformation de plus en plus, les batteries ont commencé déformée, il y a une légère diminution de la courbe de pression, et que la zone de contact du boîtier de la cellule de batterie il est augmentée, de sorte que la courbe de pression présente une tendance à la hausse rapide. CT scan bons résultats ont vérifié l'analyse ci-dessus, la déformation de la cellule de test se produit dans la partie supérieure de la structure principale, pratiquement aucun changement lorsque la batterie est déformée.
18650 cellules après l'essai de démontage affichage, bien que la déformation grave se produit batteries, positives et négatives, mais ne se décompose pas, mais une fissure a été produite à la position du diaphragme de 1,3 mm à partir du bord supérieur, ce qui conduit directement à la batterie court-circuit, les chutes de tension, ce qui peut être dû à la rupture de la feuille de métal due à l'intrusion d'arêtes vives. de plus l'épaisseur de la membrane à certains endroits il y a une chute importante, principalement en raison du boîtier de logement des piles provoqueront extrusion .
D'après les résultats de l'analyse ci-dessus, il pourrait causer un court-circuit à 18650 cellules suivant principale pression axiale.
1. logement de diaphragme de rupture en contact avec le positif et le négatif
2. Contact positif et négatif par la rupture du diaphragme
3. Contact positif et négatif à travers la zone plus mince du diaphragme
4. Soupape de sûreté est pressée, contact avec des batteries
A partir des résultats de test, lorsque la déformation axiale atteint 18650 4 mm conduira à un court-circuit à l'intérieur, ce qui nécessite une attention particulière lors de la conception de la sécurité de la batterie. En outre, en raison de la déformation axiale se produit principalement dans la partie supérieure de la cellule de pression 18650, et par conséquent Le haut de la conception de sécurité de la batterie 18650 ont également un soin particulier.
