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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 电化学 » 化学电源 » 锂离子电池安全测试针刺、冲击原理
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乱世春秋执笔

捐助贵宾 (小有名气)

[求助] 锂离子电池安全测试针刺、冲击原理 已有5人参与

软包锂离子电池做针刺实验时，正负极短路造成电芯内部温度升高，请教下在何种短路方式下电芯不会起火爆炸？电芯的针刺性能NG，主要从哪一方面改善？冲击的原理是否一样？
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心之所系,即是吾乡......
1楼 2015-12-15 19:31:43
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LEONLAIts

金虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

Short Test：模拟外部导体短接双极耳导致的安全风险
Nail Test：模拟外部尖锐物体，刺穿电芯，出现内部短路的安全风险
Heating Test：模拟强烈外力瞬间撞击，导致的安全风险

改善思路还是DMAIC，就举个例子好了：
Improvement Of External Short Test：先以大量的测试数据积累，确定失效类型；接着收集不同型号、不同能量密度，在不同的外部导体短接时出现的探索性数据（最好量化）；再对比可通过、不一定通过、不可通过测试的电芯（或“尸体”）拆解分析和数据对比，得出短路时理论失效模式，分析出相关的改善方向（材料选型、设计结构等，这个比较考究个人的发散性思维）；然后根据改善方向，定出不同的单因子方案，初步确定各因子方案的可行性、有效性、成本等；最后将多因子、全因子方案做了，定下各个因子的优先等级和交错影响。
事实上做到最后，在不考虑Cost时，只满足最基本的H.T. Storage（60℃7D）、Cycle Life（300~500cycles），发现阻燃电解液是较优选项。
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Just_For_Lithium-ion_Polymer_Battery！
14楼2016-05-18 17:22:52
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烈火之心

银虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★ ★
感谢参与，应助指数 +1
乱世春秋执笔: 金币+2, ★★★很有帮助 2015-12-16 00:00:08
首先跟材料体系有关，一般难以程度顺序为：钴酸锂体系＞三元＞锰酸锂＞磷酸铁锂；第二个与电池的容量有关，越大越难通过；第三与电池的内部结构有关，叠片的比卷入的要难过。。。
改善可以从结构入手，多加几层马甲；采用陶瓷或者PVDF隔膜；采用阻燃的电解液；最近有文章说在卷芯表面加两层胶类的物质，在针刺时可以覆盖在针的表面，阻止短路的发生，不知是否可以。
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生命不止，奋斗不息
2楼2015-12-15 20:01:51
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langzhizhou

版主 (职业作家)

【答案】应助回帖

★
感谢参与，应助指数 +1
乱世春秋执笔: 金币+1, ★有帮助 2015-12-16 00:00:23
这个针刺国外有专门的应用专利，专门为了过针刺试验；
核心原理就是让热量尽可能有足够的通道扩散，不要集中一点，就不会NG；
单纯考虑材料本身的话，那就需要从电芯设计上考虑了；
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何处高楼无可醉，谁家红袖不相怜！
3楼2015-12-15 22:05:53
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乱世春秋执笔

捐助贵宾 (小有名气)
引用回帖:
3楼: Originally posted by langzhizhou at 2015-12-15 22:05:53
这个针刺国外有专门的应用专利，专门为了过针刺试验；
核心原理就是让热量尽可能有足够的通道扩散，不要集中一点，就不会NG；
单纯考虑材料本身的话，那就需要从电芯设计上考虑了；

足够多的通道……能讲得详细一点吗

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心之所系,即是吾乡......
4楼2015-12-16 13:29:26
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