Para las pruebas de seguridad de la batería de iones de litio, las pruebas de punción son a menudo los más desalentadora, toda la energía de la batería será en cortocircuito por este punto de desenganche en un corto tiempo (hasta 70% de la energía se dará a conocer en los años 60), dará lugar a temperatura del punto de cortocircuito aumenta bruscamente en un corto tiempo, y luego desencadenar una reacción en cadena, lo que resulta en embalamiento térmico. Puesto que la estructura de sellado de la batería de iones de litio, nuestros estudios anteriores punzonado experimento de la batería de iones de litio cuando la batería sólo pueden permanecer en riesgo observación externa de humo, fuego y explosión, cuando, por la batería de iones de litio en el interior del proceso de punzonado de reacción a menudo sólo por inferencia, mejorando así la política en consecuencia hecho principalmente basado en 'supuestos razonables sobre.
Recientemente TokihikoYokoshima otra Universidad Waseda que ideó un método capaz de observar directamente la batería de iones de litio en el interior del proceso de punzonado de reacción, la pieza polar para lograr un cambio en la estructura interna de la batería de iones de litio en las pruebas de observación pinchazo en tiempo real, y similares en el interior del gas de proceso, Y luego guiarnos mejor por el diseño de seguridad de la batería de iones de litio.
método de observación TokihikoYokoshima muestra a continuación, liberado de los rayos X de fuente de rayos X puntuales a través del paquete de baterías suave diseño de la estructura especial, y el lado derecho de la CT de rayos X y la cámara de imagen de la cámara, la cámara se puede realizar en el que la de rayos X Imágenes de alta velocidad de baterías de iones de litio en el interior, mientras que las cámaras de TC pueden lograr imágenes de alta resolución.
Con el fin de facilitar el proceso de análisis de impacto cortocircuitos para una batería de iones de litio, la batería de iones de litio Tokihiko Yokoshima es equivalente a la estructura mostrada en la Fig., Cada celda consta de un par de celdas de la batería positivo y negativo, una pluralidad de celdas de batería conectadas en paralelo se convierte , pruebas de punción causan estos cortocircuito celular, la batería y el número de piezas polares y el número de celdas de la batería punción pasa el relevante cortocircuitado. cuando sólo dos electrodos cortocircuitados, la célula de batería no cortocircuito, más grave es que las otras células conectadas en paralelo con ella también puede ocurrir a través del punto de cortocircuito corto, es decir, toda la energía de la batería pasará a través del punto de cortocircuito, una gran cantidad de calor a partir de las características estructurales de la batería de iones de litio, podemos ver , mayor será la capacidad de la batería, la más pequeña de las graves consecuencias resultantes punto de cortocircuito, lo que significa que cuanto menor sea el diámetro de las pruebas de punción de la aguja usada, más lenta es la velocidad de la aguja de mayor riesgo embalamiento térmico.
La siguiente figura muestra utilizando 60mAh (ad) obtenidas por tomografía por ordenador 420mAh (ej) de 60 mAh y un poco por encima módulo 860mAh batería (kn) estructura después y antes de la prueba, se puede ver desde la Figura menor capacidad después de la punción de la batería 60mAh dejando sólo el experimento agujero de alfiler, la estructura celular sin cambios significativos, ninguna batería embalamiento térmico se produce. batería 420mAh después de la prueba de cortocircuito, un aumento significativo en la distancia entre el electrodo interno núcleo, espectáculo experimento de la acupuntura aparece en el gas celular significativa, pero no es grave. 860mAh batería en el interior de la batería de la cantidad de emisiones de gas en las pruebas de punción, la batería también tenía flatulencia, de la imagen de CT puede verse baterías espaciamiento entre capas entre las capas de electrodos internos se produjo un aumento significativo, la primera capa de electrodo positivo está completamente dañado, la capacidad de la batería de 860mAh muestran iones de litio de la batería embalamiento térmico interno se produce en el curso de la punción experimento.
La siguiente figura muestra una imagen de rayos X usando un proceso de cosido de la batería 420mAh, vemos que cuando la aguja se inserta en la distancia de 0,2 mm en la batería, el punto de cortocircuito interna formar una batería, entonces la primera capa y la segunda capa de electrodo en la célula Se comienza a aumentar la distancia entre, lo que indica que la batería cortocircuito interno debido a la producción de gas de inicio, pero la distancia entre los dos electrodos comienza a disminuir de nuevo después de 200 ms, el espaciamiento capa de electrodo vuelve al tamaño original desde el punto de vista de la forma de la aguja en este caso el radio de curvatura de la punta de la aguja de 20um 100um aumentó, esta vez se acaba de describir se han convertido en agujas romas, principalmente porque gran punta de la aguja afilada corriente de cortocircuito se fundirá, y dentro de un corto circuito de la batería de este tipo es desconectado. cambios en el voltaje de la batería externa también pueden confirmar este resultado, todo el proceso de la primera tensión de la batería a 3,6 V de 4.2V, luego se levantó de nuevo a 3.8V, y se estabilizó en 3.8V, lo que indica que el proceso de la acupuntura es la primera ocurrencia cortocircuito, pero entonces el cortocircuito por la desconexión se produce, lo que indica que se ha derretido parte de aguja.
batería 860mAh cuando la imagen de imágenes de rayos X del electrodo de dos capas en cortocircuito utilizando el gráfico, vemos que después de un corto circuito causado por la aguja en una batería de iones de litio, la capa de electrodo frontal 5 se han visto afectados, la batería de cortocircuito una gran cantidad de calor, resultando en un electrolito entre la capa de electrodo 5 antes de la aparición de ebullición y la distancia entre las piezas polares de gasificación se produjo aumentó significativamente, mientras que el humo blanco se puede observar a partir de fugas de punto de cortocircuito. después de la corto circuito aguja prueba radio de la punta curvatura aumentado de 20um 200um, corriente de corto circuito de la batería 860mAh indica que el proceso produce una más grande, pero con la punta de la aguja se funde rápidamente desconectada punto de cortocircuito, el voltaje de la batería final a estabilizar.
El siguiente diagrama muestra el video de cortocircuito batería 860mAh se perfora la capa 7 puede ser visto debido a la aguja de despunte, cuando la aguja comienza a penetrar en la pieza de polo en realidad no, pero la deformación resultante del electrodo, entonces se perfora el electrodo, pieza polar cepa sea liberada, mientras que también alta temperatura y punto de electrolito entre las piezas polares de cortocircuito gasificados, lo que resulta en el espaciamiento entre capas entre las piezas polares están todos aumentó, se puede observar desde el exterior de la batería de iones de litio humo blanco que emite desde la batería después de ver una tensión de cortocircuito de la tensión de la batería cae rápidamente, pero luego recuperado y estabilizado de tensión, lo que indica batería después de un corto circuito, punto de cortocircuito y rápidamente desconectado.
La célula de prueba anterior durante la recuperación de la tensión resto aunque estable, pero la temperatura de la batería y la aguja todavía está aumentando lentamente, la batería todavía está emitiendo humo blanco hacia el exterior, hacia la aguja pieza polar comienza a moverse, la batería después de perforar 32s electrodos hoja de aumento de la profundidad, mientras que la batería se libera también creciente humo, se produce la batería flatulencia, la temperatura subió rápidamente a 100 ° C.] C, 38s después de la batería se produce embalamiento térmico, el aumento rápido de temperatura, la tensión de la batería cae instantáneamente. esto indica que la batería inicial punto y el circuito no se corta completamente, todavía hay una corriente a través del punto de cortocircuito, está formada en el electrolito es, 32s electrolito gasificados de calefacción después de empujar aguja se mueve hacia la pieza de polo, lo que resulta en una rápida disminución de la resistencia entre las piezas polares y la aguja, lo que lleva a La aparición de un cortocircuito secundario eventualmente condujo a una fuga térmica.
Durante mucho tiempo, nuestra comprensión de las pruebas de punción de la batería de iones de litio se basa en una imagen externa observó y se recoge información para inferir su voltaje o similares en el interior del reactor, primer método Tokihiko Yokoshima nos permite 'ver directamente' Experimental realmente cambios estructurales en la batería interna de iones de litio, por lo que tienen un conocimiento más profundo de todo el proceso de experimento de la acupuntura, para ayudarnos a diseñar una batería de iones de litio más segura es de gran importancia.
