リチウムイオン電池が押し出し工程で現れる現象

パワーバッテリーの安全性とパフォーマンスの観点からも同様に重要です。高エネルギー事故など、電気自動車の使用過程での衝突により、リチウムイオン電池が大きく変形し、内部短絡などの重大な安全上の問題が発生する可能性があります。リチウムイオン電池の内部短絡が発生すると、電池パックはエネルギーの70％が60秒で短絡点から放出されるため、局所的な温度上昇を引き起こし、それがカソード活物質、電解質の分解を引き起こします、リチウムイオン電池などは熱暴走につながります。

このような場合のリチウムイオン電池の安全性を保証するために、人々は、電池の大きな変形安全性能の場合に、過酷な押し出し試験済みリチウムイオン電池を設計します。研究によると、押出試験の過程で、最初の電極の均一な変形と変位が発生し、変形度が増加すると、ダイヤフラムの変形度が大きすぎるため、スリップラインに沿って45度の流体の滑りが発生します。ダイヤフラムの故障により、より大きな短絡が発生しました。


内部短絡が発生すると、リチウムイオン電池の熱暴走、電池の高温燃焼が発生する可能性があります。熱暴走がない場合でも、局所的な高温により、部分溶融などの流体、ダイヤフラムが設定されるため、リチウム押出試験構造変更におけるイオン電池は常に困難でした。米国のオークリッジ国立研究所のHsinWangは、押出試験の過程でリチウムイオン電池の3DXCT技術を使用して、内部構造の変更を最初に研究しました。時間は、押し出し試験で銅箔がマイクロフラクションを生成することを発見しました、そしてこれらの破片は従来の光学および電子顕微鏡で検出するのが難しいかもしれません、そして銅箔の隠された破片はリチウムイオンの電気的および熱的暴走行動にあるかもしれませんバッテリーは大きな影響を及ぼし、さらに調査する価値があります。

市販のコバルト酸リチウム電池に使用された実験では、巻線構造のサイズは、リチウムイオン電池を維持するために、電池の4.5mmから30mmの40mmで使用され、押出試験で発生しない熱暴走HsinWang電力制御内バッテリーセル構造の押し出しテスト後のバッテリーの10％SoC、バッテリーの押し出しなしの図c、押し出し後のバッテリーの内部構造をテストするための図dの内部構造は、グラフ、前後の電極から見ることができます押し出しテストでは、対称的な折り畳みと折り畳み現象が発生し、電極層が曲がると、電極層の間に大きなギャップが生じます。


下の局所増幅の画像では、図からわかるように、埋め込まれた切断方向の電極は深刻な折り畳みと変形を受けました。図cとdを比較すると、バッテリーは押し出し後に大量の銅箔表面亀裂を生成します。


バッテリーの実験後に分解するために、下の図に示すように、真ん中に絞ると短絡点があることがわかりますが、カソード表面の光学的観察では明らかな亀裂現象は見られませんでした。


しかし、X線写真技術を使用すると、下の図bに示すように、銅箔に多数の亀裂が形成されたことが観察されましたが、SEM観察で電極を観察した場合、観察された電極はごくわずかしか壊れていません。銅箔は多数の亀裂を発生させますが、グラファイトアノードコーティングが厚く、電極表面に明らかな亀裂が発生しないため、光学およびSEMを使用すると、銅箔の破壊状態はあまり良くありませんが、 X線、グラファイトはX線をほとんど遮断せず、X線と銅箔に効果的にブロックを形成できるため、X線イメージング技術は圧搾されたときの銅箔の破壊状態を非常によく示すことができます。



亀裂の原因となる銅箔は、銅箔の靭性が低いためである可能性があり、垂直押出下では亀裂が非常に発生しやすいため、銅箔の脆化の追跡調査を継続する必要があるため、これは関連している可能性があります機械加工プロセスに、残留応力を圧延するプロセスの電極。壊れた銅箔は、リチウムイオン電池への影響の次のいくつかの側面である可能性があります。

1）まず第一に、壊れた銅箔は流体の収集の役割を引き受けることができず、局所的な活物質を引き起こし、導電性ネットワークは効果的な接続を失います。

2）活物質と電解質は銅箔の開口部の破損まで充填されますが、それらは良好な電気伝導体と熱伝導体であるため、短絡が発生すると、伝導熱も迅速に排出されにくくなります。

３）活物質が導電性ネットワークに接触しているため、スクイーズ領域により活性が低下したり、充放電反応ができなくなったりして、リチウムイオン電池の容量が低下する。

4）銅箔が破損すると、陰極の機械的特性が低下します。

5）押し出し試験の失敗のセルは、主に陽性および横隔膜の失敗によって引き起こされます。

6）短絡の開始時に、主にAl箔/正活物質の破片および活物質の陰極銅箔/グラファイト接触が発生しました。

重要な助けによって熱暴走乱用の機械的メカニズムにおけるリチウムイオン電池を理解するための研究は、同時に、リチウムイオン電池が機械的損傷であり、使用を継続できることを判断するのに役立ちます。より詳細な研究のための銅箔押出メカニズムのプロセス。

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