En comparació amb altres bateries cilíndriques i quadrades, embalatge flexiblebateries de litis'utilitzen cada cop més populars a causa dels avantatges del disseny de mida flexible i l'alta densitat d'energia. Les proves de curtcircuits són una manera eficaç d'avaluar les bateries de liti d'envasos flexibles. Aquest article analitza el model de fallada de la prova de curtcircuit de la bateria per esbrinar els principals factors que afecten la fallada del curtcircuit; analitza el model de fallada realitzant una verificació d'exemple en diferents condicions i ofereix propostes per millorar la seguretat de les bateries de liti d'envasos flexibles.
Falla de curtcircuit del flexibleembalatge de bateries de litigeneralment inclou fuites de líquids, esquerdes seques, incendis i explosions. Les fuites i les esquerdes en sec solen produir-se a la zona feble de l'envàs, on es pot veure clarament l'esquerdament en sec del paquet d'alumini després de la prova; El foc i l'explosió són accidents de producció de seguretat més perillosos, i la causa sol ser una reacció violenta de l'electròlit en determinades condicions després de l'esquerdament en sec del plàstic d'alumini. Així, en comparació amb la prova de curtcircuit de la bateria de liti d'embalatge flexible, l'estat del paquet d'alumini-plàstic és el factor clau que condueix al fracàs.
En una prova de curtcircuit, la tensió de circuit obert de labateriacau instantàniament a zero, mentre un gran corrent passa pel circuit i es genera calor Joule. La magnitud de la calor Joule depèn de tres factors: el corrent, la resistència i el temps. Tot i que el corrent de curtcircuit existeix durant un curt període de temps, encara es pot generar una gran quantitat de calor a causa del corrent elevat. Aquesta calor s'allibera lentament en un curt període de temps (normalment uns minuts) després del curtcircuit, donant lloc a un augment de la temperatura de la bateria. A mesura que augmenta el temps, la calor de Joule es dissipa principalment a l'entorn i la temperatura de la bateria comença a baixar. Per tant, es pressuposa que la fallada del curtcircuit de la bateria generalment es produeix en el moment del curtcircuit i en un període de temps relativament curt posterior.
El fenomen de la bomba de gas sovint es produeix en la prova de curtcircuit de la bateria de liti d'envasos flexibles, que hauria de ser causada pels motius següents. La primera és la inestabilitat del sistema electroquímic, és a dir, la descomposició oxidativa o reductora de l'electròlit causada per l'elevat corrent que passa per la interfície entre l'elèctrode i l'electròlit, i els productes gasosos s'omplen al paquet d'alumini-plàstic. La protuberància de la producció de gas causada per aquest motiu és més evident en condicions d'alta temperatura, perquè és més probable que les reaccions secundaries de descomposició d'electròlits es produeixin a altes temperatures. A més, fins i tot si l'electròlit no pateix reaccions laterals de descomposició, pot ser parcialment vaporitzat per calor Joule, especialment per a components d'electròlits amb baixa pressió de vapor. La protuberància de producció de gas provocada per aquesta causa és més sensible a la temperatura, és a dir, la protuberància bàsicament desapareix quan la temperatura cel·lular baixa a temperatura ambient. Tanmateix, independentment de la causa de la producció de gas, l'elevada pressió de l'aire dins de la bateria durant el curtcircuit agreujarà l'esquerdament en sec del paquet d'alumini-plàstic i augmentarà la probabilitat de fallada.
Basat en l'anàlisi del procés i mecanisme de fallada de curtcircuit, la seguretat dels envasos flexibles de litibaterieses pot millorar des dels aspectes següents: optimitzar el sistema electroquímic, reduir la resistència positiva i negativa de l'oïda i millorar la resistència del paquet d'alumini-plàstic. L'optimització del sistema electroquímic es pot dur a terme des de diversos angles, com ara materials actius positius i negatius, relació d'elèctrodes i electròlits, per tal de millorar la capacitat de la bateria de suportar un corrent elevat transitori i una calor elevada a curt termini. La reducció de la resistència de les puntes pot reduir la generació i acumulació de calor Joule en aquesta àrea i reduir significativament l'impacte de la calor a la zona feble del paquet. La millora de la resistència del paquet d'alumini-plàstic es pot aconseguir optimitzant els paràmetres en el procés de fabricació de la bateria, reduint significativament l'aparició d'esquerdes en sec, incendis i explosions.
Hora de publicació: 13-abril-2023