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(HE-REJ-270)鋰電池?zé)釠_擊試驗(yàn)失效的主要原因

發(fā)布日期:2024-11-01      點(diǎn)擊:308

鋰電池?zé)釠_擊試驗(yàn)失效的原因主要包括以下幾個方面:

一、電池內(nèi)部物質(zhì)釋放能量

在熱沖擊試驗(yàn)過程中,電池內(nèi)部的活性物質(zhì)內(nèi)能以及貯存在電池中的電能可能會大量釋放。足夠多的熱量釋放出來后,會引起電池內(nèi)部劇烈的化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致電池失效。

二、電池內(nèi)部短路

  1. 隔膜破壞:在高溫條件下,鋰電池的隔膜可能會因熱膨脹和收縮而發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞,形成微小的孔洞或裂縫,導(dǎo)致陰陽極短路,釋放出熱量,進(jìn)而引發(fā)電池失效。

  2. 電極材料剝離:熱沖擊引起的機(jī)械應(yīng)力可能導(dǎo)致電極材料(如正極的鈷酸鋰或三元材料)與集流體分離或發(fā)生顆粒剝落,這不僅影響電池的電化學(xué)性能,還可能導(dǎo)致局部過熱和熱失控。

三、電池材料熱穩(wěn)定性差

  1. 陽極材料:如果陽極材料的熱穩(wěn)定性差,高溫下SEI膜分解反應(yīng)強(qiáng)烈,陽極溫度會繼續(xù)上升,導(dǎo)致熱失控而放出大量熱。

  2. 陰極材料:如果陰極材料的熱穩(wěn)定性差,高溫下其與電解液發(fā)生反應(yīng)所放出的熱量不斷積累后,可能使電池內(nèi)部溫度達(dá)到熱失控而大量放熱。

四、電池殼體變形

在熱沖擊條件下,電池的外殼材料(通常為鋁或鋼)會因溫度變化而發(fā)生膨脹或收縮,導(dǎo)致外殼變形甚至開裂。殼體變形可能影響電池的密封性能和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,增加安全風(fēng)險。

五、電解液分解

在高溫?zé)釠_擊條件下,電解液容易發(fā)生分解反應(yīng),生成氣體和其他副產(chǎn)物。電解液的分解不僅會降低電池的電化學(xué)性能,還可能引發(fā)一系列安全問題,如氣體膨脹與電池鼓脹等。

綜上所述,鋰電池?zé)釠_擊試驗(yàn)失效的原因涉及電池內(nèi)部物質(zhì)能量釋放、內(nèi)部短路、電池材料熱穩(wěn)定性、電池殼體變形以及電解液分解等多個方面。為了預(yù)防鋰電池?zé)崾Э氐陌l(fā)生,需要采取一系列措施來提高電池的安全性能,如加強(qiáng)電池的制造和檢測、提高電池的熱穩(wěn)定性、優(yōu)化電池材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。


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