リチウムイオン電池の安全性試験のために、プリックテストは、多くの場合、最も困難なあり、バッテリーの全エネルギーは、短絡短時間でこのポイントリリースによるであろう（エネルギーの最大70％が60年代にリリースされます）、につながります短絡点温度が短時間に急激に上昇し、その後、熱暴走を生じる、連鎖反応を引き起こす。リチウムイオン電池のシール構造は、電池が危険にのみ残ることができたときに我々の以前の研究は、リチウムイオン電池の実験をニードリング煙、火災や爆発の外部観察場合、反応ニードリングプロセス内のリチウムイオン電池用しばしばのみ推論によって、従って従って大部分の「合理的な仮定」に基づいて作られたポリシーを向上させることができます。
直接プロセスをニードリング反応の内部にリチウムイオン電池を観察することができる方法を考案最近TokihikoYokoshima他の早稲田大学、プロセスガス内のリアルタイム観察プリックテストにおけるリチウムイオン電池の内部構造の変化、等を達成するために、磁極片、そして、リチウムイオン電池の安全設計について私たちをより良く導きます。
TokihikoYokoshima観察ソフトパックバッテリ特殊な構造設計を介して点状のX線源のX線から放出され、以下に示す方法、およびX線CTやカメラ撮影カメラの右側に、カメラは、前記X線を実現することができますリチウムイオン電池の高速撮像、CTカメラによる高解像度撮像が可能です。
リチウムイオン電池用ショート影響解析処理を容易にするために、時彦横島町リチウムイオン電池は、図1に示す構造と等価である。正および負の電池セルの対からなる各セルは、並列に接続された複数の電池セルとなります、プリックテストは、これらの細胞の短絡、バッテリ及び磁極片の数を引き起こし、ニードリング電池セルの数は、当該短絡を通過する。際に短絡のみ二つの電極、電池セルではないであろう短絡、より深刻が並列に接続された他の細胞も短い短絡ポイントを介して発生する可能性があり、それは全体のバッテリ電力は、我々が見ることができ、リチウムイオン電池の構造特性から、短絡ポイントを介して大量の熱を通過すると言うことです、電池容量も大きい、小さい針プリックテストの小さい直径が使用されることを意味する短絡点を、結果として生じる重大な結果、針大きな熱暴走のリスクの低速。
次の図は、試験後と前に60ミリアンペアのコンピュータ断層撮影420mAh（EJ）によって得られた60mAh（AD）を使用し、少し860mAh電池モジュール（KN）構造上に示し、図低容量からわかります大幅な変更なしにのみピンホール実験、セル構造を残す60mAhバッテリをニードリングした後、何の電池熱暴走が発生しない。420mAh電池を短絡試験、内部電極コアとの間の距離の大幅な増加、ショーの後CT画像は、バッテリーを見ることができますから、鍼治療実験は、有意な細胞ガス中に表示されますが、深刻ではない。バッテリーの内部860mAhのバッテリープリックテストでガスの排出量から、バッテリーも、鼓腸を持っていました有意な増加が発生し、内部電極層の間の層間間隔が、第一正極層が完全に損傷し、860mAhの電池容量は、熱暴走が実験ニードリングの過程で発生する内部リチウムイオン電池を示しています。
次の図は、420mAh電池のニードリング処理を用いたX線撮像を示し、我々は、細胞において、次に第1層と第二層電極、針が電池で0.2ミリメートルの距離内に挿入されるように、内部短絡点は、バッテリーを形成することがわかりこれは起因開始ガスの生産にその電池の内部短絡を示す、との間の距離を増加し始めるが、二つの電極間の距離が200ミリ秒後に再び減少し始め、電極層の間隔は、針の形状の観点から元のサイズに戻りますこの場合には100umの20umのから針先端の曲率半径が短絡大電流鋭い針の先端が溶融する主な理由は今述べたこの時間は、鈍く針になっている、増加し、電池のようなショート回路内切断されます。外部バッテリ電圧の変化は、この結果を確認することができ、ダウン4.2Vから3.6Vに第1バッテリ電圧の全プロセスは、次いで、鍼治療のプロセスが最初の発生であることを示し、3.8Vまで再び上昇し、3.8Vで安定短絡が、その後断線による短絡は、針部分を溶融したことを示す、生じます。
グラフを用いて短絡二層電極の像X線撮影、我々はリチウムイオン電池で針による短絡した後、前面電極層5は、その結果、電池の短絡を、熱の多くに影響を与えてきたことがわかり860mAhバッテリー白煙が短絡試験針先端曲率半径の後。短絡点から漏れるのを観察することができるしながら沸騰の発生とガス化磁極片との間の距離の前に電極層5との間の電解質は、有意に増加した発生しました20umの200umから増加し、860mAh電池の短絡電流は、プロセスは、最終的な電池電圧が安定化するために、より大きなを生成するが、針先で迅速に切断された短絡点を溶融することを示しています。
以下の図に起因針はしない本当にポールピースを貫通し始める鈍化針が、電極の結果として生じる変形に860mAh電池を層7を見ることができる穿刺さ短絡映像を示し、電極は、その後穿刺し、ポールピースまた、高温と磁極片との間の層間間隔をもたらす気化磁極片との間の電解質の短絡点が全て増加している間に放出されるべき株は、それが電池から放出リチウムイオン電池白煙の外部から観察することができますバッテリ電圧の短絡電圧を見た後に急速に低下するが、その後回復し、短絡、短絡点と迅速切断後の電池を示し、電圧を安定化。
安定したものの残りの電圧回復時、上記試験セルが、バッテリーの温度及び針は依然としてポールピース針が電極32Sを貫通した後、電池を移動開始に向け電池は依然として、外側に白煙を放出し、徐々に上昇していますシート電池はまた煙が放出さに成長している間、鼓腸電池が発生すると、温度が急速に100℃に上昇し、深さを増加させる。】C、38S電池熱暴走は、急激な温度上昇が発生した後、電池電圧が瞬時に低下する。これは、初期の電池を示します回路点は、完全に電解質の上に形成され、依然として短絡ポイントを介して電流が遮断されていないですに至る、急速な減少に磁極片と針との間の抵抗が得られ、ポールピースに向かって針の動きをプッシュした後、加熱、気化電解32S二次的な短絡の発生は、最終的に熱暴走につながった。
長い時間のために、リチウムイオン電池のプリックテストは外部の画像に基づいているの我々の理解が観測され、反応器内の電圧などを推測するための情報を収集し、時彦横島町第一の方法は、私たちが実際に実験を「直接見る」ことができます内蔵のリチウムイオン電池の構造変化は、私たちは鍼治療実験の全体のプロセスのより深い理解を持って、非常に重要である私たちは、より安全なリチウムイオン電池の設計を支援します。
