Con el rápido desarrollo de la industria de vehículos eléctricos, baterías de iones de litio debido a la alta densidad de energía, no hay ventajas efecto de memoria y de seguridad se utilizan ampliamente en el campo de la energía de la batería. Debido a la particularidad de los vehículos eléctricos, y por lo tanto la seguridad de la batería de la energía también plantearon requisitos más altos, por ejemplo, cuando se producen las colisiones de vehículos eléctricos y otros accidentes, no necesitan fuego de la batería, explosión, y garantizar la seguridad de los ocupantes y por lo tanto el experimento prueba de seguridad de la batería de energía se incluyen extrusión, la acupuntura, etc. La prueba de la seguridad de la batería de iones de litio en los casos más extremos de abuso, la aprobación de estas duras pruebas de seguridad, es el último estándar para evaluar la seguridad de una batería de iones de litio.
En el ensayo de compresión, el alojamiento de la batería de iones de litio se deforma primero y luego pulsa para comenzar célula formadora, debido al proceso de fabricación actual de seco se extiende en el septum lateral y diagonal dirección menor resistencia, por lo que las baterías cuando la deformación alcanza un cierto nivel, el diafragma se rompa lateral se produce primero, lo que resulta en contacto directo con los electrodos positivos y negativos de una batería de iones de litio, cortocircuito, liberación instantánea de grandes cantidades de calor, lo que lleva a la película de SEI negativo, un material activo del electrodo positivo y se produce la reacción de descomposición del electrolito, Llevar a la batería de iones de litio fuera de control térmico, lo que eventualmente conduce a una batería de iones de litio fuego y explosión.
Con el fin de evitar una batería de iones de litio embalamiento térmico se produce en el ensayo de compresión, el aumento de la seguridad de la batería de iones de litio, es necesario para el mecanismo de aparición de embalamiento térmico en una prueba de extrusión batería de iones de litio, realizado intensos estudios sobre la batería de iones de litio de modo que Diseño de seguridad dirigido, lo que mejora la seguridad de las baterías de iones de litio en la prueba de extrusión. Echemos un vistazo a los últimos resultados de investigación de MIT.
Juner MIT Zhu et al estudiaron el mecanismo usando 18.650 células se produce durante la compresión axial de la batería de iones de litio para el embalamiento térmico, y la simulación utilizando el modelo de análisis de elementos finitos que la reducción de diferente Efecto de la presión axial para hacer que la batería de iones de litio, una TC resultados de los análisis de exploración obtenidos verificaron que los resultados de la simulación pueden explicar los que se encuentran dos razones para la batería de iones de litio causar un cortocircuito se produce en la prueba de extrusión.
Dado que la energía de la batería es generalmente vertical 18650 células montadas en el otoño paquete de baterías o similar se produce, la causa principal de compresión axial deformación de la batería de iones de litio, por lo que la batería principal Juner Zhu bajo presión axial mecanismo de deformación que conduce a un cortocircuito en la batería de iones de litio. Algunos modelo convencional ya que se supone la batería interna de iones de litio es un todo homogéneo, y por lo tanto no se puede predecir los resultados cuando la predicción 18650 células prueba de compresión axial exacta, debido principalmente a la batería de iones de litio estructura especial de las baterías, lo que resulta en no exactamente el mismo en las baterías superior e inferior, y porque la tapa de la batería de iones de litio (es decir, positivo) la estructura única de la batería de iones de litio de tal manera que cuando se somete a presión axial, puede ser incluido Antes de que ocurra un cortocircuito, provoca un cortocircuito en la batería de iones de litio.
18650 consiste principalmente de tres partes: una válvula de seguridad y una válvula de núcleo vaina de acero de bajo carbono por lo general se compone de un material de coeficiente de temperatura positivo, aluminio, acero inoxidable, y la válvula de terminal de electrodo positivo, sello de gas, etc., las baterías que comprenden un electrodo positivo, un electrodo negativo y un separador composición, en este ensayo la composición del material activo del electrodo positivo es LiCoO2. axial velocidad de carga de carga de 5 mm / min, todas las células de prueba antes de la prueba han sido completamente descarga (SOC = 0). los resultados de la prueba muestran, a 18.650 prueba de presión axial exhibió un aumento de la presión lentamente - aumento rápido - ligero descenso - aumento rápido, y las pruebas de tensión mostró, 18650 alcanza deformación ocurrirá en caso de fallo de 4 mm, y se encontró por el experimento 18650 voltaje de la batería lleva un buen efecto causada principalmente por cortocircuito interno de la batería, en lugar de romper la estructura interna. con el fin de estudiar el mecanismo de fallo 18650 bajo presión axial, Juner Zhu adicionalmente usando software de análisis de elementos finitos se llevó a cabo, el material del modelo principalmente el modelo elastoplástico, y las características anisótropas considerados de diversos materiales, un modelo abarca unidad millones cálculo, Se proporciona a cargar la velocidad de carga de 1 m / s. Los resultados de la simulación en el caso de la reproducción de la carga axial, la deformación de la batería a través de 18650 región Primera tapa de la carcasa de la batería comienza la deformación plástica, después de que el grado de deformación de 1 mm , la vivienda celda superior deformable núcleo inicialmente extruido con creciente grado de deformación, las baterías comenzó deformada, hay una ligera disminución en la curva de presión, y como el área de contacto de la carcasa de pilas se incrementó, de manera que la curva de presión presenta una rápida tendencia ascendente. CT scan buenos resultados verifican el análisis anterior, la deformación célula de prueba se produce en la parte superior de la estructura principal, casi ningún cambio cuando la batería se deforma.
18650 células después de la prueba de desmantelamiento de pantalla, aunque se produce deformación severa baterías, positivos y negativos, pero no se rompe, pero se produjo una grieta en la posición de diafragma de 1,3 mm desde el borde superior, lo que llevó directamente a la batería cortocircuito, caídas de tensión, y esto puede ser debido a la fractura de la lámina metálica debido a la intrusión de bordes afilados. también el espesor del diafragma, en algunos lugares existe una gran caída, debido principalmente a la carcasa rebaje las baterías causarán extrusión .
A partir de los resultados del análisis anterior, la presión axial causada por cortocircuito de la batería 18650 puede ser la siguiente razón principal.
1. La carcasa contacta los electrodos positivo y negativo a través del diafragma roto
2. Contacto positivo y negativo a través de la ruptura del diafragma
3. Contacto positivo y negativo a través del área más delgada del diafragma
4. La válvula de seguridad está apretada, el contacto con las baterías
A partir de los resultados de la prueba, cuando la deformación axial alcanza 18.650 4 mm dará lugar a un cortocircuito en el interior, por lo que requiere una consideración especial en el diseño de la seguridad de la batería. Además, debido a la deformación axial se produce principalmente en la parte superior de la celda de presión 18650, y por lo tanto La parte superior del diseño de seguridad de la batería 18650 también tiene un cuidado especial.
