Pour les tests de sécurité des batteries au lithium-ion, les tests de piqûre sont souvent les plus redoutables, toute l'énergie de la batterie sera court-circuitée par cette version de point dans un court laps de temps (jusqu'à 70% de l'énergie sera publié dans les années 60), qui mènera à la température du point de court-circuit augmente brusquement dans un court laps de temps, puis déclencher une réaction en chaîne, entraînant un emballement thermique. Etant donné que la structure d'étanchéité de la batterie lithium-ion, nos études antérieures aiguilletage expérience de la batterie lithium-ion lorsque la batterie ne peut rester à risque observation extérieure de fumée, incendie et d'explosion, quand, pour la batterie au lithium-ion à l'intérieur du processus d'aiguilletage de réaction souvent par inférence, améliorant ainsi la politique en conséquence fait principalement basée sur les « hypothèses raisonnables » sur.
Récemment TokihikoYokoshima autre Waseda University qui a conçu une méthode capable d'observer directement la batterie lithium-ion à l'intérieur du processus d'aiguilletage de réaction, la pièce polaire pour réaliser un changement dans la structure interne de la batterie au lithium-ion dans les tests observation piqûre en temps réel, et analogues à l'intérieur du gaz de traitement, ainsi mieux guider notre conception de la sécurité des batteries au lithium-ion.
Procédé d'observation TokihikoYokoshima montré ci-dessous, libéré à partir du point de type rayons X de rayons X source à travers la batterie de paquet souple conception de structure particulière, et le côté droit de la tomographie à rayons X et la caméra d'imagerie de la caméra, la caméra peut être réalisée, dans lequel les rayons X la batterie au lithium-ion de l'imagerie interne à grande vitesse, et la caméra est capable d'imagerie CT à haute résolution.
Afin de faciliter le processus d'analyse d'impact de court-circuit pour une batterie au lithium-ion, batteries lithium-ion Tokihiko Yokoshima est équivalente à la structure représentée sur la Fig., Chaque cellule consistant en une paire de cellules de batterie positives et négatives, une pluralité de cellules de batterie connectées en parallèle devient , les tests prick provoquent ces court-circuit de la cellule, la batterie et le nombre de pièces polaires et le nombre de cellules de batterie aiguilletage passe court-circuité pertinent. lorsque deux électrodes court-circuitée, la cellule de la batterie ne sera pas court-circuit, plus grave est que les autres cellules connectées en parallèle avec elle peut également se produire par l'intermédiaire du point de court de court-circuit, soit la totalité de la puissance de la batterie passe à travers le point de court-circuit, une grande quantité de chaleur à partir des caractéristiques structurelles de la batterie au lithium-ion, on peut voir , plus la capacité de la batterie, plus les graves conséquences point de court-circuit, ce qui signifie que plus le diamètre des tests de piqûre d'aiguille utilisé, plus la vitesse de l'aiguille plus grand risque d'emballement thermique.
Le montre la figure ci-après à l'aide de 60mAh (ad) obtenues par tomographie assistée par ordinateur 420mAh (ej) de 60 mAh et un peu au-dessus de la structure module de batterie 860mAh (kn) avant et après le test, peut être vu de la figure plus faible capacité après aiguilletage batterie 60mAh ne laissant que l'expérience sténopé, la structure cellulaire sans modifications importantes, ne se produit l'emballement thermique de la batterie. batterie de 420mAh après le test de court-circuit, une augmentation significative de la distance entre le noyau électrode interne, exposition expérience de l'acupuncture apparaît dans le gaz cellulaire significative, mais pas grave. batterie 860mAh à l'intérieur de la batterie de la quantité d'émission de gaz dans les prick-tests, la batterie a également eu des flatulences, de l'image CT peut être vu batteries l'espacement intercouche entre les couches d'électrodes internes une augmentation significative a eu lieu, la première couche d'électrode positive est complètement endommagée, la capacité de la batterie de 860mAh montrent batterie lithium-ion interne emballement thermique se produit au cours de l'aiguilletage de l'expérience.
La figure suivante montre une imagerie à rayons X en utilisant un procédé d'aiguilletage de la batterie 420mAh, on voit que lorsque l'aiguille est insérée dans la distance de 0,2 mm dans la batterie, le point de court-circuit interne former une pile, puis la première couche et la deuxième électrode de couche dans la cellule elle commence à augmenter la distance entre les deux, ce qui indique que le court-circuit interne de la batterie en raison de la production de gaz de départ, mais la distance entre les deux électrodes commence à diminuer à nouveau après 200 ms, les rendements d'espacement de la couche d'électrode à la taille d'origine du point de vue de la forme de l'aiguille dans ce cas, le rayon de courbure de la pointe d'aiguille de 100um 20um a augmenté, cette fois-ci vient d'être décrit sont devenus des aiguilles émoussées, principalement parce que les grandes de court-circuit pointe d'aiguille pointue courant va fondre, et dans un tel court-circuit de la batterie est déconnectée. changements de la tension de batterie externe peut également confirmer ce résultat, l'ensemble du processus de la première tension de la batterie vers le bas à partir de 3.6V 4.2V, puis remonté à 3,8 V, 3,8 V et stabilisé à indiquer que le processus de l'acupuncture est la première occurrence court-circuit, puis le court-circuit par la déconnexion se produit, ce qui indique qu'il a été partie d'aiguille fondu.
860mAh batterie lorsque l'image imagerie par rayons X de l'électrode à deux couches en court-circuit à l'aide du graphique, on voit que, après un court-circuit provoqué par l'aiguille dans une batterie au lithium-ion, la couche d'électrode avant 5 ont été affectées, le court-circuit de la batterie, une grande quantité de chaleur, résultant en un électrolyte entre la couche d'électrode 5 avant l'apparition de l'ébullition et la distance entre les pièces polaires de gazéification est survenue augmenté de façon significative, tandis que peut être observé la fumée blanche de fuir hors du point de court-circuit. après le rayon de courbure de la pointe d'aiguille de test de court-circuit augmentation de 20um 200um, batterie 860mAh courant de court-circuit indique que le processus a produit un plus grand, mais avec la pointe d'aiguille est fondu rapidement déconnectée point de court-circuit, la tension finale de la batterie se stabilise.
Le schéma suivant montre la vidéo de court-circuit batterie 860mAh est une couche perforée 7 est visible en raison de l'aiguille épointé, lorsque l'aiguille commence à pénétrer dans la pièce polaire ne fait pas vraiment, mais la déformation résultante de l'électrode, l'électrode est ensuite percée, la pièce polaire la souche d'être libéré, tandis que la température aussi élevée et point de court-circuit de l'électrolyte entre les pièces polaires gazéifiés, conduisant à un espacement intercouche entre les pièces polaires sont tous augmenté, il peut être observé de l'extérieur de la fumée blanche de la batterie au lithium-ion émettant de la batterie après avoir observé une tension de court-circuit de la tension de la batterie descend rapidement, mais alors rebondi et stabilisé tension, ce qui indique la batterie après un court-circuit, le point de court-circuit et rapidement déconnecté.
La cellule d'essai ci-dessus pendant le reste rétablissement de la tension, bien que stable, mais la température de la batterie et l'aiguille ne cesse d'augmenter lentement, la batterie émet encore de la fumée blanche vers l'extérieur, vers l'aiguille de la pièce polaire se met en mouvement, la batterie après avoir percé 32s d'électrode augmentation de la profondeur de la feuille, alors que la batterie est également fumée libéré de plus en plus, la batterie de flatulence se produit, la température rapidement grimpé à 100 deg.] C, 38s après le produit d'emballement thermique batterie, l'élévation rapide de la température, la tension de la batterie tombe instantanément. ce qui indique que la batterie initiale point de circuit et ne soit pas complètement coupée, il y a toujours un courant à travers le point de court-circuit, est formée sur l'électrolyte est chauffé, 32s d'électrolyte gazéifiés après avoir poussé aiguille se déplace vers la pièce polaire, ce qui entraîne une diminution rapide de la résistance entre les pièces polaires et l'aiguille, ce qui conduit à L'apparition d'un court-circuit secondaire a finalement conduit à un emballement thermique.
Pendant longtemps, notre compréhension des prick tests de batterie lithium-ion sont basées sur une image externe observée et les informations recueillies pour en déduire sa tension ou similaire à l'intérieur du réacteur, Tokihiko Yokoshima première méthode nous permet de « voir directement » expérimental vraiment des changements structurels dans la batterie lithium-ion interne, nous avons donc une compréhension plus approfondie du processus de l'expérience de l'acupuncture, pour nous aider à concevoir une batterie lithium-ion plus sûr est d'une grande importance.
