Für Lithium-Ionen-Batterie Sicherheitstests, Pricktests sind oft die entmutigend, die ganze Energie der Batterie wird in kurzer Zeit durch diesen Punkt Release kurzgeschlossen werden (bis zu 70% der Energie wird in den 60er Jahren veröffentlicht werden), führt zu Kurzschlusspunkt Temperatur stark ansteigt, in kurzer Zeit, und dann eine Kettenreaktion auslösen, in thermal runaway zur Folge hat. Da die Dichtungsstruktur der Lithium-Ionen-Batterie, unsere früheren Studien Nadelung Experiment der Lithium-Ionen-Batterie, wenn die Batterie bleibt nur gefährdet externe Beobachtung von Rauch, Feuer und Explosion, wenn für die Lithium-Ionen-Batterie im Innern der Prozessreaktion Nadelung durch Folgerung oft nur, was die Politik zu verbessern entsprechend gemacht meist auf ‚vernünftigen Annahmen‘ auf.
Kürzlich TokihikoYokoshima andere Waseda-Universität, die ein Verfahren zum direkten Beobachtung des Lithium-Ionen-Akkus im Innern des Reaktions Nadelungsprozesses Lage entwickelt, das Polstück eine Änderung der inneren Struktur der Lithium-Ionen-Batterie in Echtzeit-Beobachtung Prick-Tests und dergleichen innerhalb des Prozessgases zu erreichen, so besser führt unser Lithium-Ionen-Batterie Sicherheitskonzept.
TokihikoYokoshima Beobachtungsverfahren unten gezeigt, freigesetzt von den punktförmigen Röntgenstrahlquelle Röntgenstrahl durch den weiche Packung Batterie speziellen Strukturentwurf, und die rechte Seite des X-ray CT und die Kamerabildkamera kann die Kamera realisiert werden, bei dem der Röntgen die Lithiumionenbatterie der internen Hochgeschwindigkeits-Bildverarbeitung, und die Kamera ist von hochauflösenden CT-Bildgebung geeignet.
Ist, um einen Kurzschluss Wirkungsanalyse-Prozess für eine Lithium-Ionen-Batterie, Tokihiko Yokoshima Lithium-Ionen-Batterie zu erleichtern äquivalent zu der Struktur, die in Fig., Wobei jede Zelle aus einem Paar von positiven und negativen Batteriezellen besteht, eine Vielzahl von Batterie in parallel geschalteten Zellen wird , Pricktests verursachen diese Zelle Kurzschluss, die Batterie und die Anzahl der Polstücke und die Anzahl der Batteriezellen Nadelung der relevanten kurzgeschlossen passiert., wenn nur zwei Elektroden kurzgeschlossen ist, die Batteriezelle nicht kurzgeschlossen, mehr ernst ist die andere parallel dazu geschalteten Zellen kann auch durch den kurzen Kurzschlusspunkt auftritt, dass der gesamte Batteriestrom durch den Kurzschlusspunkt vergehen heißen, sehen eine große Menge an Wärme von den strukturellen Eigenschaften der Lithium-Ionen-Batterie, können wir , desto größer ist die Kapazität der Batterie ist, desto geringer die schwerwiegenden Folgen Kurzschlusspunkt führen, was bedeutet, dass je kleiner der Durchmesser der Nadel-Prick-Tests verwendet wird, desto langsamer wird die Drehzahl der Nadel größeren thermischen Runaway Risikos.
Die folgende Abbildung zeigt 60mAh (ad) unter Verwendung von Computertomographie 420mAh erhalten (ej) von 60 mAh und ein wenig oberhalb 860mAh Batteriemodul (kn) Struktur nach und vor dem Test aus Fig geringerer Kapazität zu erkennen nach nur das Pinhole Experiment Zellstruktur ohne wesentliche Änderungen verlassen 60mAh Batterie Nadelung, keine Batterie thermal runaway auftritt. 420mAh Batterie nach dem Kurzschlusstest, eine signifikante Zunahme in dem Abstand zwischen der inneren Elektrodenkern, show Akupunktur Experiment in signifikantem Zellgas erscheinen, aber nicht ernst. 860mAh Batterie im Innern der Batterie aus der Menge der Gasemission in den Prick-Tests, die Batterie hatte auch Blähungen, aus der CT-Bild Batterien zu sehen ist Zwischenschichtabstand zwischen den internen Elektrodenschichten eine deutliche Zunahme aufgetreten ist, die erste positive Elektrodenschicht vollständig beschädigt ist, die Batteriekapazität von 860mAh zeigt interne Lithiumionenbatterie thermal runaway tritt im Verlauf des Experiments Vernadeln.
Die folgende Abbildung zeigt ein Röntgenstrahl-Bildgebungs ein Nadelungsverfahren von 420mAh Batterie verwendet wird, sehen wir, dass, wenn die Nadel in den 0,2 mm Abstand in der Batterie eingesetzt wird, der interne Kurzschlusspunkt eine Batterie bilden, dann der erste Schicht und die zweite Schichtelektrode in der Zelle er beginnt, den Abstand zwischen zu erhöhen, was anzeigt, dass die Batterie internen Kurzschluss aufgrund der Startgasproduktion, aber der Abstand zwischen den beiden Elektroden beginnt wieder zu verringern, nachdem 200 ms, der Elektrodenschichtabstand kehrt zu der ursprünglichen Größe aus der Sicht der Form der Nadel in diesem Fall von 100um 20um der Krümmungsradius der Nadelspitze erhöht, diesmal nur noch abgestumpft beschrieben werden Nadeln, vor allem wegen Kurzschluss großer Strom scharfe Nadelspitze schmilzt, und innerhalb eines solchen Kurzschluss der Batterie getrennt wird. Änderungen in der externen Batteriespannung kann auch dieses Ergebnis bestätigen, stieg der gesamte Prozess der ersten Batteriespannung auf 3,6 V von 4,2 V, dann wieder bis 3,8 V und bei 3,8 V stabilisiert, was darauf hinweist, dass der Prozess der Akupunktur das erste Auftreten ist, Kurzschluss, aber dann wurde der Kurzschlusspunkt unterbrochen, was darauf hinweist, dass die Stahlnadel teilweise geschmolzen war.
860mAh Batterie, wenn die Bildröntgenabbildung der zweischichtigen Elektrode kurzgeschlossen, die Grafik verwenden, sehen wir, daß nach einem Kurzschluss, verursacht durch die Nadel in einer Lithium-Ionen-Batterie, die vordere Elektrodenschicht 5 sind betroffen, der Batteriekurzschluss viel Wärme, was zu Der Elektrolyt zwischen den ersten 5 Elektrodenschichten kocht und verdampft, der Abstand zwischen den Polstücken nimmt signifikant zu, und es kann beobachtet werden, dass weißer Rauch aus dem Kurzschlusspunkt austritt Der Krümmungsradius der Spitze des Stahls nach dem Kurzschlusstest stieg von 20um 200um zeigt 860mAh Batteriekurzschluss-Strom, dass der Prozess ein größeren hergestellt, aber mit der Nadelspitze wird geschmolzen schnell abziehbar Kurzschlusspunkt, die endgültige Batteriespannung zu stabilisieren.
Das folgende Diagramm zeigt die Kurzschlussvideo 860mAh Batterie durchstochen wird Schicht 7 kann durch die Abstumpfung Nadel zu sehen, wenn die Nadel das Polstück zu durchdringen beginnt, nicht wirklich, aber die sich ergebende Verformung der Elektrode wird die Elektrode dann durchstochen, Polstücks Stamm freigegeben werden, während auch ein hohe Temperatur und der Kurzschlusspunkt des Elektrolyts zwischen den Polstücken vergast, was zu Zwischenschichtabstand zwischen den Polstücken sind alle erhöht, kann es von der Außenseite des Lithium-Ionen-Batterie weißen Rauchs aus der Batterie Emittieren beachten Die Spannung der Batterie sieht einen schnellen Spannungsabfall der Batterie nach dem Auftreten des Kurzschlusses, aber dann prallt die Spannung zurück und stabilisiert sich, was anzeigt, dass der Kurzschlusspunkt nach dem Auftreten des Kurzschlusses schnell unterbrochen wird.
Obwohl die in dem obigen Verfahren getestete Batterie stabil war, stiegen die Temperatur der Batterie und der Stahlnadel langsam weiter an. Die Batterie emittierte immer noch weißen Rauch. Nach 32 Sekunden begann sich das Polstück in Richtung der Stahlnadel zu bewegen. Blatt zunehmende Tiefe, während die Batterie wächst auch Rauch freigesetzt, Flatulenz Batterie auftritt, stieg die Temperatur schnell auf 100 °.] C, 38s, nachdem die Batterie thermal runaway, schnellen Temperaturanstieg auftritt, fällt die Batteriespannung augenblicklich. Dies zeigt an, dass die anfängliche Batterie Schaltungspunkt und ist nicht vollständig abgeschnitten wird, gibt es immer noch einen Strom durch den Kurzschlusspunkt, auf dem Elektrolyten gebildet ist, erwärmt wird, vergast Elektrolyten 32s nach Nadel bewegt mich auf dem Polschuh drängt, in schnellen Abnahme resultierenden Widerstand zwischen den Polstücken und der Nadel, was zu Das Auftreten eines sekundären Kurzschlusses führte schließlich zu einem thermischen Durchgehen.
Für eine lange Zeit, unser Verständnis der Lithium-Ionen-Batterie-Prick-Tests basieren auf einem externen Bild beobachtet und gesammelten Informationen seine Spannung oder dergleichen im Inneren des Reaktors zu schließen, ermöglicht Tokihiko Yokoshima erste Methode uns zu ‚direkt sehen‘ Experimental wirklich strukturelle Veränderungen in der internen Lithium-Ionen-Batterie, so haben wir ein tiefer gehende Verständnis für den gesamten Prozess der Akupunktur Experiments, um uns zu helfen, einen sichereren Lithium-Ionen-Batterie-Design ist von großer Bedeutung.
