他の円筒型電池や角型電池と比べて、柔軟な包装が可能リチウム電池柔軟なサイズ設計と高いエネルギー密度の利点により、ますます一般的に使用されるようになってきています。短絡試験は、フレキシブルパッケージのリチウム電池を評価する効果的な方法です。この論文は、バッテリ短絡テストの故障モデルを分析して、短絡故障に影響を与える主な要因を見つけます。様々な条件下での事例検証を行うことで故障モデルを解析し、軟包装型リチウム電池の安全性を向上させる提案を行っています。
フレキの短絡故障リチウム電池の梱包通常、液漏れ、乾燥亀裂、火災、爆発が含まれます。漏れと乾燥亀裂は通常、ラグ パッケージの弱い領域で発生します。テスト後にアルミニウム パッケージの乾燥亀裂がはっきりと確認できます。火災や爆発はより危険な安全生産事故であり、その原因は通常、アルミニウムプラスチックの乾式亀裂後の特定の条件下での電解液の激しい反応です。したがって、フレキシブルパッケージのリチウム電池の短絡試験と比較すると、アルミニウムとプラスチックのパッケージの状態が故障につながる重要な要因となります。
短絡試験では、バッテリー瞬時にゼロになると同時に回路に大電流が流れ、ジュール熱が発生します。ジュール熱の大きさは、電流、抵抗、時間の 3 つの要素によって決まります。短絡電流は短時間存在しますが、大電流により依然として大量の熱が発生する可能性があります。この熱は短絡後短時間 (通常は数分) でゆっくりと放出され、その結果バッテリー温度が上昇します。時間が経過するにつれて、ジュール熱は主に環境中に放散され、バッテリー温度が低下し始めます。このように、バッテリのショート故障は、一般に、ショートの瞬間とその後の比較的短期間に発生すると推測される。
軟包装型リチウム電池の短絡試験ではガス膨れ現象がよく発生しますが、これは以下の理由によるものと考えられます。1 つ目は、電気化学システムの不安定性です。つまり、電極と電解質の間の界面を流れる大電流によって引き起こされる電解質の酸化または還元分解と、ガス生成物がアルミニウムとプラスチックのパッケージ内に充填されます。高温では電解液の分解副反応が起こりやすくなるため、この理由によるガス発生量の増加は高温条件下でより顕著になります。さらに、電解質が分解副反応を起こさない場合でも、特に蒸気圧の低い電解質成分の場合、ジュール熱によって部分的に蒸発する可能性があります。この原因によって引き起こされるガス生成の膨らみは、温度に対してより敏感です。つまり、セルの温度が室温まで低下すると、膨らみは基本的に消えます。ただし、ガス発生の原因に関係なく、短絡時にバッテリー内の気圧が上昇すると、アルミニウムとプラスチックのパッケージの乾燥亀裂が悪化して、故障の可能性が高くなります。
短絡故障のプロセスとメカニズムの分析に基づいて、軟包装用リチウムの安全性電池電気化学システムの最適化、正負の耳抵抗の低減、アルミニウムとプラスチックのパッケージの強度の向上などの側面から改善できます。電気化学システムの最適化は、正負の活物質、電極比率、電解質などのさまざまな角度から実行でき、一時的な大電流や短時間の高熱に対する電池の耐性を向上させることができます。ラグ抵抗を下げると、この領域でのジュール熱の発生と蓄積が減少し、パッケージの弱い領域への熱の影響が大幅に軽減されます。アルミニウムとプラスチックのパッケージの強度を向上させるには、電池製造プロセスのパラメーターを最適化し、乾燥亀裂、発火、爆発の発生を大幅に軽減します。
投稿時刻: 2023 年 4 月 13 日