У параўнанні з іншымі цыліндрычнымі і квадратнымі батарэямі, гнуткая ўпакоўкалітыевыя батарэістановяцца ўсё больш папулярнымі ў выкарыстанні дзякуючы перавагам гнуткай канструкцыі памеру і высокай шчыльнасці энергіі. Тэставанне на кароткае замыканне - эфектыўны спосаб ацэнкі літыевых батарэй з гнуткай упакоўкай. У гэтым артыкуле аналізуецца мадэль адмовы пры тэставанні кароткага замыкання батарэі, каб высветліць асноўныя фактары, якія ўплываюць на адмову кароткага замыкання; аналізуе мадэль адмовы, праводзячы прыкладную праверку ў розных умовах і дае прапановы па павышэнню бяспекі літыевых батарэй з гнуткай упакоўкай.
Няспраўнасць гнуткага кароткага замыканняўпакоўка літыевых батарэйзвычайна ўключае ўцечку вадкасці, сухі крэкінг, пажар і выбух. Уцечка і сухія расколіны звычайна адбываюцца ў слабым месцы ўпакоўкі наканечнікаў, дзе сухія расколіны алюмініевай упакоўкі можна добра ўбачыць пасля выпрабавання; пажар і выбух з'яўляюцца больш небяспечнымі вытворчымі няшчаснымі выпадкамі, прычынай якіх звычайна з'яўляецца бурная рэакцыя электраліта пры пэўных умовах пасля сухога крэкінгу алюмініевага пластыка. Такім чынам, у параўнанні з выпрабаваннем на кароткае замыканне літыевай батарэі з гнуткай упакоўкі, стан алюмініева-пластыкавай упакоўкі з'яўляецца ключавым фактарам, які прыводзіць да адмовы.
У выпрабаванні на кароткае замыканне, напружанне халасты ланцугабатарэяімгненна падае да нуля, у той час як праз ланцуг праходзіць вялікі ток і выдзяляецца джоўлева цяпло. Велічыня Джоўлева цяпла залежыць ад трох фактараў: току, супраціву і часу. Нягледзячы на тое, што ток кароткага замыкання існуе на працягу кароткага перыяду часу, вялікая колькасць цяпла можа выдзяляцца з-за моцнага току. Гэта цяпло павольна вылучаецца на працягу кароткага перыяду часу (звычайна праз некалькі хвілін) пасля кароткага замыкання, што прыводзіць да павышэння тэмпературы батарэі. З павелічэннем часу джоўлева цяпло ў асноўным рассейваецца ў навакольнае асяроддзе, і тэмпература батарэі пачынае падаць. Такім чынам, мяркуецца, што адмова батарэі ад кароткага замыкання звычайна адбываецца ў момант кароткага замыкання і праз адносна кароткі перыяд часу пасля гэтага.
З'ява выпукласці газу часта ўзнікае падчас выпрабаванняў на кароткае замыканне літыевай батарэі з гнуткай упакоўкі, што павінна быць выклікана наступнымі прычынамі. Па-першае, гэта нестабільнасць электрахімічнай сістэмы, т. е. акісляльнае або аднаўленчае раскладанне электраліта, выкліканае вялікім токам, які праходзіць праз мяжу паміж электродам і электралітам, і газавыя прадукты запаўняюцца ў алюмініева-пластыкавую ўпакоўку. Выпукласць газаўтварэння, выкліканая гэтай прычынай, больш відавочная ва ўмовах высокай тэмпературы, таму што пабочныя рэакцыі раскладання электраліта часцей узнікаюць пры высокіх тэмпературах. Акрамя таго, нават калі электраліт не падвяргаецца пабочным рэакцыям раскладання, ён можа часткова выпарацца пад дзеяннем джоўлева цяпла, асабліва для кампанентаў электраліта з нізкім ціскам пары. Выпукласць газаўтварэння, выкліканая гэтай прычынай, больш адчувальная да тэмпературы, г. зн., выпукласць у асноўным знікае, калі тэмпература клеткі падае да пакаёвай. Аднак, незалежна ад прычыны газаўтварэння, павышаны ціск паветра ўнутры акумулятара падчас кароткага замыкання пагоршыць сухое парэпанне алюмініева-пластыкавай упакоўкі і павялічыць верагоднасць выхаду з ладу.
На аснове аналізу працэсу і механізму выхаду з ладу кароткага замыкання бяспека гнуткай упакоўкі літыяакумулятарыможа быць палепшана з наступных аспектаў: аптымізацыя электрахімічнай сістэмы, зніжэнне станоўчага і адмоўнага супраціву вушам і павышэнне трываласці алюмініева-пластыкавай упакоўкі. Аптымізацыя электрахімічнай сістэмы можа праводзіцца з розных бакоў, такіх як станоўчыя і адмоўныя актыўныя матэрыялы, суадносіны электродаў і электраліта, каб палепшыць здольнасць батарэі супрацьстаяць пераходным моцным токам і кароткачасоваму моцнаму нагрэву. Зніжэнне супраціву наканечніка можа паменшыць выпрацоўку і назапашванне джоўлевага цяпла ў гэтай зоне і значна паменшыць цеплавое ўздзеянне на слабую частку ўпакоўкі. Павышэнне трываласці алюмініева-пластыкавага пакета можа быць дасягнута за кошт аптымізацыі параметраў у працэсе вытворчасці акумулятара, істотнага зніжэння ўзнікнення сухіх расколін, пажару і выбуху.
Час публікацыі: 13 красавіка 2023 г