Para testes de segurança de bateria de lítio-íon, testes cutâneos são muitas vezes o mais difícil, toda a energia da bateria será curto-circuito por este ponto de libertação em um curto período de tempo (até 70% da energia será lançado nos anos 60), vai levar a curto-circuito temperatura do ponto aumenta acentuadamente num curto período de tempo, e, em seguida, provocar uma reacção em cadeia, resultando na aceleração térmica. uma vez que a estrutura de vedação da bateria de iões de lítio, os nossos estudos anteriores agulhamento experimento da bateria de iões de lítio quando a bateria só pode permanecer em risco observação externa de fumo, fogo e explosão, quando, para a bateria de lítio no interior do processo de agulhagem de reacção muitas vezes apenas por inferência, melhorando assim a política de acordo feito na maior parte com base em suposições razoáveis '' em.
Recentemente TokihikoYokoshima outro Waseda que desenvolveu um método capaz de observar directamente a bateria de iões de lítio no interior do processo de agulhagem de reacção, a peça polar para alcançar uma mudança na estrutura interna da bateria de iões de lítio em testes de observação por picada em tempo real, e afins no interior do gás de processo, E, em seguida, melhor nos orientar para design de segurança de bateria de íon de lítio.
método de observação TokihikoYokoshima mostrado abaixo, libertado a partir das radiografias de fonte de raios-X semelhantes a pontos através do design da estrutura especial bateria macio, e o lado direito da CT de raios-X e a câmara de imagem de câmara, a câmara pode ser realizado, em que o raio-X a bateria de lítio da imagem interna de alta velocidade, e a câmara é capaz de tomografia computadorizada de alta resolução.
A fim de facilitar o processo de análise de impacto de curto-circuitos para uma bateria de iões de lítio, Tokihiko Yokoshima bateria de lítio é equivalente à estrutura mostrada na Fig., Cada célula consistindo de um par de células de bateria positivas e negativas, uma pluralidade de células da bateria ligado em paralelo torna , testes cutâneos causar estes curto-circuito da célula, a bateria e o número de peças polares e o número de células de bateria passa a agulhagem relevante em curto-circuito., quando apenas dois eléctrodos em curto-circuito, a célula de bateria não irá curto-circuito, mais sério é que as outras células ligadas em paralelo com o mesmo também pode ocorrer através do ponto de curto-circuito curto, isto é, toda a energia da bateria irá passar através do ponto de curto-circuito, uma grande quantidade de calor a partir das características estruturais da bateria de iões de lítio, pode-se ver , quanto maior for a capacidade da bateria, menores serão as consequências graves resultantes ponto de curto-circuito, o que significa que, quanto menor o diâmetro dos testes de picadela da agulha utilizada, mais lenta é a velocidade da agulha de maior risco de fuga térmica.
Os seguintes figura mostra usando 60mAh (ad) obtidos através da tomografia computadorizada 420mAh (ej) de 60 mAh e um pouco acima módulo 860mAh bateria (kn) estrutura antes e depois do teste, pode ser visto a partir da FIG menor capacidade após a agulhagem bateria 60mAh deixando apenas o experimento furo de pino, a estrutura celular sem alterações significativas, não ocorre fuga térmica bateria. 420mAh bateria após o teste de curto-circuito, um aumento significativo da distância entre o eléctrodo interno do núcleo, mostra experimento acupuntura aparecer em gás celular significativa, mas não é grave. bateria 860mAh interior da bateria da quantidade de emissão de gás nos testes cutâneos, a bateria também teve flatulência, a partir da imagem CT pode ser visto baterias espaçamento entre camadas entre as camadas de eléctrodos internos ocorreram um aumento significativo, a primeira camada de eléctrodo positivo é completamente danificados, a capacidade da bateria de 860mAh mostram iões de lítio bateria fuga térmica interna ocorre no decurso da experiência agulhamento.
A figura seguinte mostra uma imagem de raios-X utilizando um processo de agulhagem de bateria 420mAh, vemos que à medida que a agulha é inserida na distância 0,2 milímetros na bateria, o ponto de curto-circuito interno formar uma bateria, então a primeira camada e o segundo eléctrodo de camada na célula inicia-se a aumentar a distância entre, indicando que a bateria curto-circuito interno, devido à produção de gás de início, mas a distância entre os dois eléctrodos começa a diminuir novamente depois de 200 ms, o espaçamento entre a camada de eléctrodo retorna para o tamanho original do ponto de vista da forma da agulha neste caso, o raio de curvatura da ponta da agulha de 20um 100um aumentada, desta vez apenas descrito tornaram-se agulhas embotadas, principalmente por causa curto-circuito grande ponta da agulha afiada corrente irá derreter, e dentro de um curto-circuito como a bateria é desligado. alterações na tensão da bateria externa também pode confirmar este resultado, todo o processo da primeira tensão de bateria baixo para 3.6V de 4.2V, em seguida aumentou de novo para 3.8V, e estabilizado a 3.8V, indicando que o processo de acupuntura é a primeira ocorrência curto-circuito, mas então o curto-circuito ocorre pela desconexão, o que indica que ele foi derretido parte de agulha.
bateria 860mAh quando a imagem de imagem de raios-X do eléctrodo de duas camadas em curto-circuito através do gráfico, vemos que depois de um curto-circuito provocado pela agulha de uma bateria de iões de litio, a camada de eléctrodo da frente 5 têm sido afectadas, a bateria de curto-circuito de uma grande quantidade de calor, resultando em um electrólito entre a camada de eléctrodo 5 antes da ocorrência do ponto de ebulição e a distância entre as peças de pólo gaseificação ocorreu significativamente aumentado, enquanto que o fumo branco pode ser observado a partir de vazamento para fora do ponto de curto-circuito. após o curto-circuito agulha teste de raio da ponta da curvatura aumentou de 20um 200um, bateria 860mAh corrente de curto circuito indica que o processo produziu uma maior, mas com a ponta da agulha é derretido ponto de curto-circuito rapidamente desligado, a tensão final de bateria para estabilizar.
O diagrama a seguir mostra o vídeo curto-circuito na bateria 860mAh é perfurada camada 7 pode ser visto, devido à agulha de embotamento, quando a agulha começa a penetrar na peça de pólo não realmente, mas a deformação resultante do eléctrodo, o eléctrodo é então perfurado, peça polar estirpe para ser libertado, ao mesmo tempo, a alta temperatura e ponto de curto-circuito do electrólito entre as peças polares gaseificado, resultando em espaço entre as camadas entre as peças polares são todos aumentada, que pode ser observada a partir do lado de fora do fumo branco bateria de iões de litio emissor da bateria A voltagem da bateria vê uma queda rápida na voltagem da bateria após o curto-circuito ocorrer, mas então a voltagem se recupera e se estabiliza, indicando que o ponto de curto-circuito é rapidamente desconectado após o curto-circuito ocorrer.
Embora a bateria testada no processo acima fosse estável, a temperatura da bateria e da agulha de aço continuavam a subir lentamente.A bateria ainda emitia fumaça branca.Após 32 segundos, a peça polar começou a se mover em direção à agulha de aço. folha de profundidade crescente, enquanto a bateria está também crescente fumo libertado, bateria flatulência ocorre, a temperatura subiu rapidamente a 100 ° C.] C, 38s após a bateria fuga térmica ocorre, rápido aumento de temperatura, a tensão da bateria desce instantaneamente., isso indica que a bateria inicial ponto e circuito não é completamente cortada, ainda há uma corrente através do ponto de curto-circuito, é formada sobre o electrólito é aquecida, 32s electrólitos gaseificadas depois empurrando movimentos da agulha no sentido da peça polar, resultando na diminuição rápida da resistência entre as peças polares e a agulha, conduzindo a A ocorrência de um curto-circuito secundário acabou levando à fuga térmica.
Por um longo tempo, nossa compreensão dos testes cutâneos de iões de lítio são baseados em uma imagem externa observadas e coletadas informações para inferir a sua tensão ou similar dentro do reator, primeiro método Tokihiko Yokoshima nos permite 'ver diretamente' Experimental realmente mudanças estruturais na bateria de iões de lítio interna, por isso temos uma compreensão mais profunda de todo o processo de experimento acupuntura, para nos ajudar a projetar uma bateria de iões de lítio mais seguro é de grande importância.
