Sammenlignet med andre sylindriske og firkantede batterier, fleksibel emballasjelitiumbatterierblir mer og mer populært i bruk på grunn av fordelene med fleksibel størrelsesdesign og høy energitetthet. Kortslutningstesting er en effektiv måte å evaluere fleksible innpakningslitiumbatterier på. Denne artikkelen analyserer feilmodellen for batterikortslutningstest for å finne ut hovedfaktorene som påvirker kortslutningsfeil; analyserer feilmodellen ved å utføre eksempelverifisering under ulike forhold og gir forslag for å forbedre sikkerheten til fleksible innpakningslitiumbatterier.
Kortslutningssvikt av fleksibelemballasje av litiumbatterierinkluderer vanligvis væskelekkasje, tørrsprekking, brann og eksplosjon. Lekkasje og tørrsprekker oppstår vanligvis i det svake området av luggpakken, hvor tørrsprekkene i aluminiumspakken kan sees tydelig etter testen; brann og eksplosjon er farligere sikkerhetsproduksjonsulykker, og årsaken er vanligvis en voldsom reaksjon av elektrolytten under visse forhold etter at aluminiumsplasten tørker sprekker. Derfor, sammenlignet med kortslutningstesten av fleksible emballasje-litiumbatterier, er tilstanden til aluminium-plastpakken nøkkelfaktoren som fører til feil.
I en kortslutningstest vil åpen kretsspenningen tilbatterifaller øyeblikkelig til null, mens en stor strøm går gjennom kretsen og joule-varme genereres. Størrelsen på Joule-varmen avhenger av tre faktorer: strøm, motstand og tid. Selv om kortslutningsstrømmen eksisterer i en kort periode, kan det fortsatt genereres en stor mengde varme på grunn av den høye strømmen. Denne varmen frigjøres sakte i løpet av kort tid (vanligvis noen få minutter) etter kortslutningen, noe som resulterer i en økning i batteritemperaturen. Etter hvert som tiden øker, spres Joule-varmen hovedsakelig ut i miljøet og batteritemperaturen begynner å synke. Det antas således at kortslutningssvikten i batteriet generelt oppstår i kortslutningsøyeblikket og i en relativt kort tidsperiode deretter.
Fenomenet med gassutbuling oppstår ofte i kortslutningstesten av fleksible litiumbatterier, som bør være forårsaket av følgende årsaker. Den første er ustabiliteten til det elektrokjemiske systemet, dvs. den oksidative eller reduktive dekomponeringen av elektrolytten forårsaket av den høye strømmen som går gjennom grensesnittet mellom elektroden og elektrolytten, og gassproduktene fylles i aluminium-plastpakken. Gassproduksjonsbulen forårsaket av denne grunn er mer åpenbar under høye temperaturforhold, fordi elektrolyttnedbrytningssidereaksjoner er mer sannsynlig å oppstå ved høye temperaturer. I tillegg, selv om elektrolytten ikke gjennomgår dekomponeringssidereaksjoner, kan den bli delvis fordampet av Joule-varme, spesielt for elektrolyttkomponenter med lavt damptrykk. Gassproduksjonsbulen forårsaket av denne årsaken er mer følsom for temperatur, dvs. at bulen i utgangspunktet forsvinner når celletemperaturen synker til romtemperatur. Imidlertid, uavhengig av årsaken til gassproduksjonen, vil det forhøyede lufttrykket inne i batteriet under kortslutning forverre tørrsprekkingen av aluminium-plastpakken og øke sannsynligheten for feil.
Basert på analysen av prosessen og mekanismen for kortslutningssvikt, sikkerheten til fleksibel emballasje litiumbatterierkan forbedres fra følgende aspekter: optimalisering av det elektrokjemiske systemet, redusering av den positive og negative øremotstanden, og forbedring av styrken til aluminium-plastpakken. Optimalisering av det elektrokjemiske systemet kan utføres fra forskjellige vinkler, som positive og negative aktive materialer, elektrodeforhold og elektrolytt, for å forbedre batteriets evne til å motstå forbigående høy strøm og kortvarig høy varme. Å senke lugemotstanden kan redusere Joule-varmeutviklingen og akkumuleringen i dette området og redusere varmepåvirkningen på det svake området av pakken betydelig. Forbedring av styrken til aluminium-plastpakken kan oppnås ved å optimalisere parametrene i batteriproduksjonsprosessen, noe som reduserer forekomsten av tørrsprekking, brann og eksplosjon betydelig.
Innleggstid: 13-apr-2023