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Schiacciamento del foglio di rame della batteria agli ioni di litio durante l'estrusione
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Se durante l'uso di veicoli elettrici si verificano incidenti ad alta energia, come ad esempio collisioni, la batteria agli ioni di litio può subire gravi deformazioni, che possono causare gravi problemi di sicurezza, come ad esempio cortocircuiti interni nella batteria agli ioni di litio.
Quando si verifica un cortocircuito interno in una batteria agli ioni di litio, il 70% dell'energia dell'intero pacco batterie viene rilasciata attraverso il punto di cortocircuito entro 60 anni, causando un rapido aumento della temperatura locale, che a sua volta causa la decomposizione di materiali attivi positivi e negativi, elettroliti, ecc, che portano alla dispersione termica della batteria agli ioni di litio.
Al fine di garantire la sicurezza delle batterie agli ioni di litio nelle circostanze sopra descritte, sono stati progettati rigorosi squeeze test per esaminare le prestazioni di sicurezza delle batterie agli ioni di litio in caso di enormi deformazioni. La ricerca mostra che durante la prova di schiacciamento, la deformazione e lo spostamento uniforme dell'elettrodo si verifica per prima cosa. Con l'aumento della deformazione, il collettore di corrente scivolerà lungo la linea di scorrimento a 45 gradi. Infine, il diaframma è troppo deformato, causando il cedimento del diaframma, causando un corto circuito di area più grande.
Una volta che si verifica un cortocircuito interno, può portare alla dispersione termica della batteria agli ioni di litio, e l'alta temperatura risultante brucerà la batteria. Anche se non c'è dispersione termica, l'alta temperatura locale fonderà comunque parti del collettore di corrente, del separatore, ecc., quindi dobbiamo studiare i cambiamenti strutturali delle batterie agli ioni di litio nella prova di schiacciamento.
In seguito, si è scoperto che la lamina di rame produce frammenti microscopici durante il test di estrusione, e questi frammenti sono difficili da trovare attraverso i tradizionali microscopi ottici ed elettronici. Questi frammenti nascosti di lamina di rame possono avere un impatto significativo sulle prestazioni elettriche e sul comportamento termico delle batterie agli ioni di litio. I fogli di rame rotti possono avere i seguenti effetti sulle batterie agli ioni di litio.
La lamina di rame rotta non può assumere il ruolo di collettore di corrente, facendo perdere al materiale attivo locale la sua effettiva connessione con la rete conduttiva.
I materiali attivi e l'elettrolita riempiranno le lacune della lamina di rame rotta, ma non sono buoni conduttori elettronici e conduttori termici, quindi quando si verifica un corto circuito qui, è difficile condurre rapidamente il calore.
Nell'area compressa, a causa dello scarso contatto tra il materiale attivo e la rete conduttiva, l'attività si riduce, o non può partecipare alla reazione di carica e scarica, causando la diminuzione della capacità della batteria agli ioni di litio.
La rottura di un foglio di rame riduce le proprietà meccaniche dell'elettrodo negativo
Il guasto finale della batteria nella prova di schiacciamento è causato principalmente dal guasto dell'elettrodo positivo e del separatore.
All'inizio del corto circuito, la lamina di Al / materiale attivo dell'elettrodo positivo è a contatto con i frammenti di lamina di rame / materiale attivo della grafite dell'elettrodo negativo.
La scelta migliore per testare questo tipo di batteria al litio è quella di utilizzare il tester di penetrazione delle unghie per lo schiacciamento della batteria, in modo da poter non solo osservare la reazione della batteria durante lo schiacciamento, ma anche vedere cosa succede alla batteria durante la penetrazione delle unghie.
