En comparación con outras baterías cilíndricas e cadradas, embalaxe flexiblebaterías de litioson cada vez máis populares no seu uso debido ás vantaxes do deseño de tamaño flexible e a alta densidade de enerxía. As probas de curtocircuítos son unha forma eficaz de avaliar as baterías de litio de embalaxe flexible. Este traballo analiza o modelo de fallo da proba de curtocircuíto da batería para descubrir os principais factores que afectan a falla de curtocircuíto; analiza o modelo de avaría realizando verificacións de exemplo en diferentes condicións e ofrece propostas para mellorar a seguridade das baterías de litio de envases flexibles.
Fallo de curtocircuíto do flexibleembalaxe de baterías de litioxeralmente inclúe fugas de líquidos, rachaduras secas, incendios e explosións. A fuga e a rachadura seca adoitan ocorrer na zona débil do paquete de lengüetas, onde se pode ver claramente a rachadura en seco do paquete de aluminio despois da proba; O lume e a explosión son accidentes de produción de seguridade máis perigosos, e a causa adoita ser unha reacción violenta do electrólito en certas condicións despois do rachadura en seco de plástico de aluminio. Así, en comparación coa proba de curtocircuíto da batería de litio de embalaxe flexible, o estado do paquete de aluminio e plástico é o factor clave que conduce ao fallo.
Nunha proba de curtocircuíto, a tensión de circuíto aberto dobateríacae instantáneamente a cero, mentres unha gran corrente pasa polo circuíto e xérase calor Joule. A magnitude da calor Joule depende de tres factores: corrente, resistencia e tempo. Aínda que a corrente de curtocircuíto existe durante un curto período de tempo, aínda se pode xerar unha gran cantidade de calor debido á alta corrente. Esta calor liberase lentamente nun curto período de tempo (normalmente uns minutos) despois do curtocircuíto, o que provoca un aumento da temperatura da batería. A medida que aumenta o tempo, a calor Joule se disipa principalmente ao ambiente e a temperatura da batería comeza a baixar. Así, suponse que o fallo de curtocircuíto da batería xeralmente ocorre no momento do curtocircuíto e nun período de tempo relativamente curto despois.
O fenómeno do abultamento do gas ocorre a miúdo na proba de curtocircuíto da batería de litio de embalaxe flexible, que debe ser causada polas seguintes razóns. O primeiro é a inestabilidade do sistema electroquímico, é dicir, a descomposición oxidativa ou redutiva do electrólito causada pola alta corrente que atravesa a interface entre o eléctrodo e o electrólito, e os produtos gaseosos énchense no paquete de aluminio-plástico. A protuberancia da produción de gas causada por este motivo é máis evidente en condicións de alta temperatura, xa que as reaccións secundarias de descomposición de electrólitos son máis probables que se produzan a altas temperaturas. Ademais, aínda que o electrólito non sofre reaccións secundarias de descomposición, pode ser parcialmente vaporizado pola calor Joule, especialmente para compoñentes de electrólitos con baixa presión de vapor. A protuberancia de produción de gas causada por esta causa é máis sensible á temperatura, é dicir, a protuberancia desaparece basicamente cando a temperatura da célula baixa a temperatura ambiente. Non obstante, independentemente da causa da produción de gas, a elevada presión de aire dentro da batería durante o curtocircuíto agravará a rachadura seca do paquete de aluminio e plástico e aumentará a probabilidade de falla.
Con base na análise do proceso e mecanismo de fallo de curtocircuíto, a seguridade dos envases flexibles de litiobateríasPódese mellorar desde os seguintes aspectos: optimizar o sistema electroquímico, reducir a resistencia do oído positiva e negativa e mellorar a resistencia do paquete de aluminio-plástico. A optimización do sistema electroquímico pode levarse a cabo desde varios ángulos, como materiais activos positivos e negativos, relación de electrodos e electrólitos, para mellorar a capacidade da batería para soportar altas correntes transitorias e unha calor elevada a curto prazo. Reducir a resistencia das lengüetas pode reducir a xeración e acumulación de calor Joule nesta área e reducir significativamente o impacto da calor na zona débil do paquete. Mellorar a resistencia do paquete de aluminio-plástico pódese conseguir optimizando os parámetros no proceso de fabricación da batería, reducindo significativamente a aparición de rachaduras secas, incendios e explosións.
Hora de publicación: 13-Abr-2023