วิธีการใหม่ที่ช่วยให้คุณ | 'มุมมองตรง' | แทงทดสอบแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนภายในปฏิกิริยา!

สำหรับการทดสอบความปลอดภัยของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทดสอบทิ่มมักจะเป็นที่น่ากลัวที่สุดคือการใช้พลังงานทั้งหมดของแบตเตอรี่จะลัดวงจรจากการปล่อยจุดนี้ในระยะเวลาอันสั้น (ไม่เกิน 70% ของพลังงานที่จะได้รับการปล่อยตัวในยุค 60s) จะนำไปสู่ อุณหภูมิจุดลัดวงจรเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในระยะเวลาอันสั้นและจากนั้นเรียกปฏิกิริยาลูกโซ่ผลในการหลบหนีความร้อน. เนื่องจากโครงสร้างการปิดผนึกของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ศึกษาก่อนหน้านี้ของเรานี่แหละทดลองของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเมื่อแบตเตอรี่สามารถยังคงอยู่ในความเสี่ยง สังเกตภายนอกของควันไฟไหม้และการระเบิดเมื่อสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนภายในกระบวนการนี่แหละปฏิกิริยามักจะเป็นเพียงโดยการอนุมานดังนั้นการปรับปรุงนโยบายที่ทำตามส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับ 'สมมติฐานที่เหมาะสม' บน

เมื่อเร็ว ๆ นี้ TokihikoYokoshima มหาวิทยาลัยอื่น ๆ วาเซดะที่คิดค้นวิธีการที่ความสามารถในการโดยตรงสังเกตแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนภายในกระบวนการนี่แหละปฏิกิริยาชิ้นเสาเพื่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในโครงสร้างภายในของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในเวลาจริงการทดสอบการสังเกตทิ่มและชอบภายในก๊าซกระบวนการ ดีขึ้นจึงเป็นแนวทางในการออกแบบความปลอดภัยแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนของเรา

วิธีการสังเกต TokihikoYokoshima แสดงด้านล่างได้รับการปล่อยตัวจากจุดที่เหมือนแหล่ง X-ray รังสีเอกซ์ผ่านก้อนแบตเตอรี่อ่อนการออกแบบโครงสร้างพิเศษและด้านขวาของ CT X-ray และกล้องถ่ายภาพกล้องกล้องที่สามารถรับรู้นั้น X-ray แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนของการถ่ายภาพความเร็วสูงภายในและกล้องที่มีความสามารถของการถ่ายภาพความละเอียดสูง CT

เพื่ออำนวยความสะดวกลัดวงจรกระบวนการวิเคราะห์ผลกระทบสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน Tokihiko Yokoshima เทียบเท่ากับโครงสร้างที่แสดงในรูป. เซลล์ประกอบด้วยคู่ของบวกและลบเซลล์แบตเตอรี่แต่ละเป็นส่วนใหญ่ของเซลล์แบตเตอรี่เชื่อมต่อแบบขนานจะกลายเป็น การทดสอบทิ่มทำให้เกิดเซลล์วงจรเหล่านี้สั้นแบตเตอรี่และจำนวนชิ้นเสาและจำนวนของเซลล์แบตเตอรี่ needling ผ่านที่เกี่ยวข้องลัดวงจร. เมื่อเพียงสองขั้วไฟฟ้าลัดวงจรเซลล์แบตเตอรี่จะไม่ลัดวงจรมากขึ้น ร้ายแรงเป็นเซลล์อื่น ๆ เชื่อมต่อในนั้นขนานยังสามารถเกิดขึ้นผ่านจุดลัดวงจรสั้นกล่าวคือพลังงานแบตเตอรี่ทั้งหมดจะผ่านจุดลัดวงจรเป็นจำนวนมากของความร้อนจากลักษณะโครงสร้างของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่เราสามารถมองเห็น ที่มากกว่าความจุของแบตเตอรี่ที่มีขนาดเล็กผลกระทบร้ายแรงที่เกิดจุดลัดวงจรซึ่งหมายความว่ามีขนาดเล็กเส้นผ่าศูนย์กลางของการทดสอบเข็มทิ่มที่ใช้ความเร็วช้าลงของเข็มมากขึ้นความเสี่ยงหนีความร้อน

แสดงให้เห็นว่ารูปต่อไปนี้ใช้ 60mAh (โฆษณา) ที่ได้จากการตรวจเอกซเรย์คอมพิวเตอร์ 420mAh (EJ) 60 มิลลิแอมป์และน้อยเหนือโมดูลแบตเตอรี่ 860mAh (kn) โครงสร้างหลังและก่อนการทดสอบจะเห็นได้จากมะเดื่อจุที่ต่ำกว่า หลังจาก needling แบตเตอรี่ 60mAh เหลือเพียงการทดลอง pinhole, โครงสร้างของเซลล์โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญไม่มีแบตเตอรี่หนีความร้อนเกิดขึ้น. แบตเตอรี่ 420mAh หลังจากการทดสอบการลัดวงจรเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในระยะห่างระหว่างขั้วไฟฟ้าภายในแกนกลางการแสดง ทดลองฝังเข็มปรากฏในก๊าซเซลล์อย่างมีนัยสำคัญ แต่ไม่ร้ายแรง. แบตเตอรี่ 860mAh ภายในของแบตเตอรี่จากปริมาณการปล่อยก๊าซในการทดสอบทิ่มที่แบตเตอรี่ยังมีอาการท้องอืดจากภาพ CT สามารถมองเห็นแบตเตอรี่ ระยะห่างระหว่างชั้นระหว่างชั้นภายในขั้วไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญที่เกิดขึ้นที่ชั้นขั้วบวกแรกที่ได้รับความเสียหายอย่างสมบูรณ์ความจุของแบตเตอรี่ 860mAh แสดงแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนภายในหนีความร้อนที่เกิดขึ้นในหลักสูตรของนี่แหละทดลอง

รูปต่อไปนี้แสดงให้เห็นถึงการถ่ายภาพ X-ray โดยใช้กระบวนการนี่แหละแบตเตอรี่ 420mAh เราจะเห็นว่าเป็นเข็มถูกแทรกลงในระยะ 0.2mm ในแบตเตอรี่จุดลัดวงจรภายในรูปแบบแบตเตอรี่แล้วชั้นแรกและขั้วไฟฟ้าชั้นที่สองในเซลล์ มันเริ่มต้นที่จะเพิ่มระยะห่างระหว่างแสดงให้เห็นว่าแบตเตอรี่วงจรสั้นภายในเนื่องจากการผลิตก๊าซเริ่มต้น แต่ระยะห่างระหว่างสองขั้วไฟฟ้าเริ่มที่จะลดลงอีกครั้งหลังจาก 200ms ผลตอบแทนชั้นขั้วไฟฟ้าระยะห่างขนาดเดิมจากมุมมองของรูปร่างของเข็มที่ ในกรณีนี้รัศมีความโค้งของปลายเข็มจาก 100um 20um เพิ่มขึ้นครั้งนี้เพียงแค่อธิบายได้กลายเป็นเข็มทื่อส่วนใหญ่เป็นเพราะการลัดวงจรขนาดใหญ่ในปัจจุบันปลายเข็มที่คมชัดจะละลายและภายในเช่นการลัดวงจรของแบตเตอรี่จะถูกตัดการเชื่อมต่อ การเปลี่ยนแปลงในแรงดันไฟฟ้าแบตเตอรี่ภายนอกยังสามารถยืนยันผลนี้กระบวนการทั้งหมดของแรงดันแบตเตอรี่ครั้งแรกที่ลงไปจาก 3.6V 4.2V แล้วเพิ่มขึ้นอีกครั้งเพื่อ 3.8V และ 3.8V เสถียรที่แสดงให้เห็นว่ากระบวนการของการฝังเข็มคือเกิดขึ้นครั้งแรก ลัดวงจร แต่จุดลัดวงจรถูกตัดการเชื่อมต่อแสดงให้เห็นว่าเข็มเหล็กหลอมละลายแล้ว

แบตเตอรี่ 860mAh เมื่อภาพการถ่ายภาพ X-ray ของขั้วไฟฟ้าสองชั้นลัดวงจรโดยใช้กราฟเราจะเห็นว่าหลังจากที่ไฟฟ้าลัดวงจรที่เกิดจากเข็มในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ชั้นขั้วไฟฟ้าด้านหน้า 5 ได้รับผลกระทบแบตเตอรี่ลัดวงจรจำนวนมากของความร้อนที่เกิดขึ้นใน อิเล็กโทรระหว่างชั้นไฟฟ้า 5 ก่อนที่จะเกิดการเดือดและระยะห่างระหว่างชิ้นก๊าซเสาที่เกิดขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเพิ่มขึ้นในขณะที่ควันสีขาวที่สามารถสังเกตได้จากการรั่วไหลออกมาจากจุดลัดวงจร. หลังจากที่ไฟฟ้าลัดวงจรทดสอบเข็มปลายโค้งรัศมี เพิ่มขึ้นจาก 20um 200um แบตเตอรี่ 860mAh ลัดวงจรปัจจุบันบ่งชี้ว่ากระบวนการผลิตขนาดใหญ่ แต่ด้วยปลายเข็มจะละลายจุดลัดวงจรตัดการเชื่อมต่ออย่างรวดเร็วแรงดันแบตเตอรี่สุดท้ายเพื่อรักษาเสถียรภาพ

แผนภาพต่อไปนี้แสดงให้เห็นถึงวิดีโอลัดวงจรแบตเตอรี่ 860mAh จะเจาะทะลุชั้น 7 สามารถมองเห็นได้เนื่องจากเข็มลดทอนเมื่อเข็มเริ่มต้นในการเจาะชิ้นส่วนเสาไม่จริง แต่ความผิดปกติที่เกิดจากขั้วอิเล็กโทรดที่มีการเจาะทะลุแล้วชิ้นส่วนเสา สายพันธุ์ที่ได้รับการปล่อยตัวในขณะที่อุณหภูมิยังสูงและจุดลัดวงจรของอิเล็กโทรระหว่างชิ้นเสาก๊าซส่งผลให้ในระยะห่าง interlayer ระหว่างชิ้นส่วนเสาจะเพิ่มขึ้นทั้งหมดก็สามารถสังเกตได้จากด้านนอกของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนควันสีขาวเปล่งจากแบตเตอรี่ หลังจากที่ดูแรงดันไฟฟ้าลัดวงจรของแรงดันไฟฟ้าแบตเตอรี่ลดลงอย่างรวดเร็ว แต่แล้วดีดตัวขึ้นและมีความเสถียรของแรงดันไฟฟ้าแสดงให้เห็นแบตเตอรี่หลังจากการลัดวงจรจุดลัดวงจรได้อย่างรวดเร็วและตัดการเชื่อมต่อ

เซลล์ดังกล่าวข้างต้นการทดสอบในช่วงการฟื้นตัวของแรงดันไฟฟ้าที่เหลือแม้ว่ามั่นคง แต่อุณหภูมิของแบตเตอรี่และเข็มจะยังคงเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆแบตเตอรี่ยังคงเปล่งควันสีขาวออกไปด้านนอกที่มีต่อเข็มชิ้นเสาเริ่มเคลื่อนไหว, แบตเตอรี่หลังจากเจาะ 32s อิเล็กโทรด แผ่นเพิ่มขึ้นความลึกในขณะที่แบตเตอรี่มีควันยังมีการเติบโตปล่อยตัวแบตเตอรี่ท้องอืดเกิดขึ้นอุณหภูมิอย่างรวดเร็วปีนขึ้นไป 100 องศา.] C, 38s หลังจากที่แบตเตอรี่หนีความร้อนเกิดขึ้นอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วแรงดันไฟฟ้าแบตเตอรี่ลดลงทันที. นี้แสดงให้เห็นว่าแบตเตอรี่เริ่มต้น จุดวงจรและไม่ได้ตัดออกยังคงมีกระแสไฟฟ้าผ่านจุดลัดวงจรที่จะเกิดขึ้นบนอิเล็กโทรไลร้อน 32s อิเล็กโทรไล gasified หลังจากผลักดันย้ายเข็มต่อชิ้นส่วนเสาที่มีผลในการลดลงอย่างรวดเร็วต้านทานระหว่างชิ้นส่วนเสาและเข็มที่นำไปสู่ การเกิดขึ้นของรองลัดวงจรและในที่สุดก็นำไปสู่การหลบหนีความร้อน

เป็นเวลานาน, ความเข้าใจของการทดสอบทิ่มแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนของเราจะขึ้นอยู่กับภาพภายนอกสังเกตและเก็บรวบรวมข้อมูลเพื่อสรุปแรงดันไฟฟ้าหรือชอบภายในเครื่องปฏิกรณ์ที่ Tokihiko Yokoshima วิธีแรกช่วยให้เราสามารถโดยตรงดูการทดลองจริงๆ การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนภายในเพื่อให้เรามีความเข้าใจในเชิงลึกมากขึ้นของกระบวนการทั้งหมดของการทดลองการฝังเข็มจะช่วยให้เราออกแบบแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ปลอดภัยมีความสำคัญมาก