لليثيوم أيون اختبارات السلامة البطارية، واختبارات وخز غالبا ما تكون أكثر صعوبة، فإن الطاقة الكاملة للبطارية تكون قصيرة مدارة من قبل هذا الإصدار نقطة في وقت قصير (تصل إلى 70٪ من الطاقة سيتم الافراج عنهم في 60s)، سيؤدي إلى ترتفع دائرة قصر درجة حرارة نقطة بحدة في وقت قصير، ومن ثم يؤدي الى سلسلة من ردود الفعل، مما أدى إلى الهروب الحراري. وبما أن هيكل الختم للبطارية ليثيوم أيون، دراساتنا السابقة يؤرق تجربة بطارية ليثيوم أيون عندما تكون البطارية يمكن أن تبقى فقط في خطر الملاحظة الخارجية من الدخان والنار والانفجار، عندما، للبطارية أيونات الليثيوم داخل عملية الوخز بالابر رد فعل كثير من الأحيان إلا بالاستدلال، وبالتالي تحسين السياسات التي وفقا تستند في معظمها على "افتراضات معقولة" على.
TokihikoYokoshima مؤخرا جامعة أخرى واسيدا الذي ابتكر طريقة قادرة على مراقبة مباشرة من بطارية ليثيوم أيون داخل عملية الوخز بالابر رد فعل، وقطعة قطب لتحقيق تغيير في البنية الداخلية للبطارية أيون الليثيوم في الوقت الحقيقي اختبارات المراقبة وخز، وما شابه ذلك داخل الغاز العملية، وبالتالي توجيه أفضل لليثيوم أيون تصميم سلامة البطارية.
TokihikoYokoshima أسلوب الملاحظة هو مبين أدناه، صدر من مصدر الأشعة X-أشعة X-مثل نقطة من خلال لينة البطارية تصميم هيكل خاص، وعلى الجانب الأيمن من CT-راي X وكاميرا التصوير، الكاميرا لا يمكن أن تتحقق فيها الأشعة السينية بطارية ليثيوم أيون من التصوير فائق السرعة الداخلي، والكاميرا قادرة على التصوير عالية الدقة CT.
من أجل تسهيل قصيرة في الدائرة عملية تحليل الأثر للبطارية ليثيوم أيون، Tokihiko Yokoshima بطارية ليثيوم أيون ما يعادل هيكل هو مبين في الشكل، كل خلية تتكون من زوج من خلايا البطارية الإيجابية والسلبية، وافر من خلايا البطارية متصلة على التوازي تصبح والاختبارات وخز تسبب هذه الخلية ماس كهربائى، البطارية وعدد القطع القطب وعدد خلايا البطارية يؤرق يمر ذات الصلة ذات دائرة قصيرة. عندما اثنين فقط من الأقطاب الكهربائية ذات دائرة قصيرة، خلية البطارية سوف لا ماس كهربائى، وأكثر جدية والخلايا الأخرى مرتبطة في معها مواز يمكن أن يحدث أيضا من خلال نقطة ماس كهربائى قصيرة، وهذا يعني أن طاقة البطارية بالكامل تمر عبر نقطة ماس كهربائى، وكمية كبيرة من الحرارة من الخصائص الهيكلية للبطارية ليثيوم أيون، يمكننا أن نرى ، وزيادة قدرة البطارية، وأصغر من العواقب الخطيرة الناتجة نقطة ماس كهربائى، مما يعني أن قطر أصغر من الاختبارات إبرة وخز المستخدمة، وأبطأ سرعة الإبرة أكبر خطر هارب الحرارية.
يوضح الشكل التالي باستخدام 60mAh (الإعلان) التي حصلت عليها من 420mAh المقطعي المحوسب (EJ) 60 ماه وقليلا فوق 860mAh بطارية وحدة (KN) هيكل بعد وقبل الاختبار، ويمكن أن ينظر إليه من قدرة FIG أقل بعد يؤرق بطارية 60mAh ولم يتبق سوى تجربة ذات الثقب، وبنية الخلية من دون تغييرات كبيرة، لم يحدث هارب الحرارية البطارية. بطارية من 420mAh بعد اختبار ماس كهربائى، وزيادة كبيرة في المسافة بين القطب الداخلية الأساسية، وتظهر الوخز بالإبر التجربة تظهر في الغاز خلية كبيرة، ولكن ليست خطيرة. بطارية 860mAh داخل البطارية من كمية انبعاث الغازات في الاختبارات وخز، وكان أيضا بطارية انتفاخ البطن، من صورة CT يمكن رؤية بطاريات تباعد البينية بين طبقات القطب الداخلية حدثت زيادة كبيرة، الطبقة الأولى القطب إيجابية تلف تماما، سعة البطارية من 860mAh تظهر يحدث بطارية ليثيوم أيون هارب الحراري الداخلي في سياق الوخز بالابر التجربة.
ويوضح الشكل التالي على التصوير بالأشعة السينية باستخدام عملية الوخز بالابر البطارية من 420mAh، ونحن نرى أنه يتم إدخال الإبرة في المسافة 0.2MM في البطارية، ونقطة دائرة قصر الداخلية تشكل البطارية، ثم الطبقة الأولى والثانية القطب طبقة في الخلية ويبدأ لزيادة المسافة بين، مشيرا إلى أن البطارية ماس كهربائى الداخلية بسبب إنتاج الغاز البداية، ولكن المسافة بين القطبين يبدأ في الانخفاض مرة أخرى بعد 200MS، يعود طبقة القطب التباعد إلى الحجم الأصلي من وجهة نظر شكل إبرة في هذه الحالة نصف قطر انحناء طرف الإبرة من 20um 100um زيادة، وهذه المرة وصفه للتو أصبحت الإبر مبلد، وذلك أساسا بسبب ماس كهربائي كبير الحالي إبرة طرف حاد سوف تذوب، وخلال هذه ماس كهربائى للبطارية قطع. تغييرات في الخارجية الجهد البطارية ويمكن أيضا أن تؤكد هذه النتيجة، والعملية برمتها من أول بطارية الجهد وصولا الى 3.6V من 4.2V، ثم ارتفع مرة أخرى إلى 3.8V، واستقرت في 3.8V، مشيرا إلى أن عملية الوخز بالإبر هو التواجد الأول ماس كهربائى، ولكن بعد ذلك ماس كهربائى من قبل انقطاع يحدث، مشيرا إلى أنه تم ذاب جزء الإبرة.
860mAh البطارية عند صورة الأشعة السينية التصوير من القطب اثنين من طبقة القصير مدارة باستخدام الرسم البياني، ونحن نرى أنه بعد حدوث ماس كهربائي الناجمة عن إبرة في بطارية ليثيوم أيون، وطبقة القطب الأمامية 5 تضرروا، وبطارية دائرة قصر الكثير من الحرارة، مما أدى إلى المنحل بالكهرباء بين طبقة القطب 5 قبل حدوث غليان والمسافة بين القطع تغويز القطب حدثت زيادة كبيرة، بينما الدخان الأبيض يمكن ملاحظتها من تسرب من نقطة ماس كهربائى. بعد ماس كهربائى اختبار إبرة انحناء دائرة نصف قطرها زيادة من 20um 200um، يشير بطارية 860mAh ماس كهربائى الحالية أن عملية أنتجت أكبر، ولكن مع طرف الإبرة وذابت قطع بسرعة نقطة ماس كهربائى، البطارية الجهد النهائي لتحقيق الاستقرار.
الرسم البياني التالي يبين الفيديو دائرة قصر تضرر بطارية 860mAh طبقة 7 يمكن أن ينظر إليه بسبب الإبرة تصد، عندما تبدأ إبرة لاختراق قطعة القطب لا حقا، ولكن يترتب على ذلك من تشويه من القطب، ثم يتم ثقب القطب، وقطعة القطب سلالة أن يطلق سراحه، في حين أن ارتفاع درجة الحرارة أيضا ونقطة دائرة قصر بالكهرباء بين القطع القطب مغزز، مما أدى إلى تباعد البينية بين القطع القطب كلها زيادة، فإنه يمكن ملاحظتها من الخارج من بطارية ليثيوم أيون الدخان الأبيض ينبعث منها من البطارية يرى فولطية البطارية انخفاضا سريعا في فولطية البطارية بعد حدوث الدارة القصيرة ، لكن عندها يرتد الجهد ويستقر ، مما يشير إلى أن نقطة ماس كهربائى مفصولة بسرعة بعد حدوث الدارة القصيرة.
على الرغم من أن البطارية التي تم اختبارها في العملية المذكورة أعلاه كانت مستقرة ، استمرت درجة حرارة البطارية والإبرة في الارتفاع ببطء.البطارية لا تزال تصدر الدخان الأبيض.بعد 32 ثانية ، بدأت قطعة القطب للتحرك نحو إبرة الصلب. ورقة زيادة العمق، في حين أن البطارية صدر أيضا في تزايد الدخان، تحدث البطارية وانتفاخ البطن، ودرجة الحرارة ارتفعت بسرعة إلى 100 درجة.] C، 38S بعد البطارية يحدث هارب الحراري، وارتفاع درجة الحرارة السريع، انخفاض الجهد البطارية على الفور. وهذا يدل على أن البطارية الأولية لا يتم قطع نقطة الدائرة وكليا عن العالم، لا يزال هناك تيار من خلال نقطة ماس كهربائى، وتشكلت على بالكهرباء هو ساخنة، 32S بالكهرباء مغزز بعد دفع التحركات الإبرة نحو قطعة القطب، مما أدى إلى انخفاض سريع المقاومة بين القطع القطب والإبرة، مما أدى إلى أدى حدوث دائرة قصيرة ثانوية في نهاية المطاف إلى حراري هارب.
لفترة طويلة، فهمنا للاختبارات وخز بطارية ليثيوم أيون تقوم على احظ صورة خارجية وجمعت المعلومات لاستنتاج الجهد، أو كأنه داخل المفاعل، Tokihiko Yokoshima الطريقة الأولى يتيح لنا أن "رؤية مباشرة" التجريبية حقا التغييرات الهيكلية في بطارية ليثيوم أيون الداخلية، لذلك لدينا المزيد من الفهم المتعمق للعملية برمتها من تجربة الوخز بالإبر، لمساعدتنا في تصميم أكثر أمنا بطارية ليثيوم أيون له أهمية كبيرة.
