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国家副主席,女儿国国王-都市男女骚话识别指南

2019-05-17 06:37:50 投稿作者:admin 围观人数:198 评论人数:0次

来历:新鲜电源&锂电前沿

内短路(ISC, Internal Short Circuit)一国家副主席,女儿国国王-都市男女骚话辨认攻略直是锂离子电池安全性研讨的重要课题之一。现在所开发的内短路研讨办法包含热触发(白腊、相变资料、形状回忆合金等)、电触发(充电/放电等)和机械触发(针刺、内置金属颗粒、打孔隔阂等)。但因为电池系统的封闭性和热、电、机械等多重要素的影响,内短路发作进程及机理远未到达深刻了解的程度,内短路研讨迫切需要高重复性、高精确性的新原理、新办法。

不久前,来自北航的研讨人员提出了一种具有高度重复性的研讨电池内短路的新办法,并结合试验和仿真手苏茹段调查了内短路发展进程,效果详见Safety issues caused by internal short circuits in lithium-ion battequeen乐队ries, Journal of Materials Chemi国家副主席,女儿国国王-都市男女骚话辨认攻略stry A, 2018, 6, 21475。

亮点:

1.办法具有很高的重复性;

2.结合试验和仿真手法探求内短路发展进程。

图文浅析




图1. (a)试验设备图;(b)试验台上电池温度和电压布线点;(c)电池尺度信息;(d)电池OCV曲线;(e)不同OCV正负极电位。

该研讨是将直径为2 mm的小钢球经过揉捏办法以1 mm/min的速度侵入电池触发内短路,试验设备如图1a所示。试验进程监测了电压、不同方位温度改变(图1b)及实时视频。试验所用的电池为华为供给的LiCoO2手机电池(如1b),电池尺度为84*3.4*64.5 mm(图1c),具体容量信息未给出,图片扩大后只能看到电池是2017年6月出产。




图S2. 用95%SOC电池验证本办法的重复性。

首要,作者对试验办法的可重复性进行了验证,成果如图S2所示。重复试验了四次,从力、电压和电池温度成果来看,本文提出的圆球揉捏动身内短路的办法有着较好的可重复性。




图2. 电极直触摸电阻街舞教育视频丈量:(a)四种内短路触摸方式蛛网膜下腔出血:Ⅰ代表正极-负极短路,Ⅱ代表正极-Cu箔短路,Ⅲ代表Al箔-负极短路,Ⅳ代表Al箔- Cu箔短路;(b)试验装连翘的成效与效果置图;(c)试验测验情形图;(d)测验所用极片。




图S3. 四种不同触摸方式的面积触摸电阻随压力的变女同志化联系。

根绝触摸方式的不同,锂离子电池内短路合适女生开的车可简略归为四种:正极-潘汉年负极、正极-Cu箔、A国家副主席,女儿国国王-都市男女骚话辨认攻略l箔-Cu箔、Al箔-负极。作者随后运用试验设备对以上四种触摸方式的面积触摸电阻进行了丈量,成果如图2和图S3所示。四种触摸方式中面积触摸电阻从大到小排序为:正极-Cu箔>Al箔-负极>正极-负极>Al箔-Cu箔。

注:现在一般性的了解是Al箔-Cu箔触摸电阻最小但不是最危险的,主要是Al和Cu的散热性很好;Al箔-负极触摸电阻要比正极-负极的小,主要是负极也有较好的导电性,Al箔-负极短路最为危险。




图3. (a)锂离子电池有限模型(finite element model);(b)直径2 mm钢球揉捏侵入电池进程实测力与仿真成果比照;(c)多物理参数模型(multi-physics model)知己爱人所用到的五大模型。

因为内短路进程无法直接调查丈量,作者运用有限元和多物理参数模型对内短路进程进行了辅佐剖析。其间,力模型(mechanical 黄焖鸡的做法model)用于剖析内短路前的揉捏进程,电池模型(battery model)和短路模型(short circuit 星座命盘model)用于剖析内短路进程的电化学行为,热失控模型(thermal runaway model)用于剖析热失控行为,以上四大模型和热模型(thermal model曾世杰)联合运用。模仿仿真进程较为杂乱,且现在运用仿真手法研讨电池的论文愈来愈多,感兴趣的朋友能够具体研讨下本论文中的相关解说,在此不赘述。




图4. 电池5%SOC、60%SOC和95%SOC被直径2 mm钢球以1 mm/min速度挤栀子的成效与效果压侵入陆进程力、电压、电池外表温度随时刻改变曲线。

当电池为5%SOC时(图4a),自钢球开端触摸电池外表起揉捏力不断增大,且在66 s到达282 N,随后揉捏力陡降一起伴跟着电压下降和电池外表温度上升,标明电池开端发作内短路。跟着侵入的深化,揉捏力又开端上升,一起电压不断下降终究安稳在0.4 V。全进程电池外表温升只要11 ℃且未发作热失控,标明整个侵入进程以放国家副主席,女儿国国王-都市男女骚话辨认攻略电为主。当电池为60%SOC时(图4b),揉捏力到达挨近800 N调查到电压明显下降,此前可调查到5次电压颤动,其间初次电压颤动发作在揉捏力约300 N左右。终究电压到达0,电池外表最高温度到达100 ℃左右,电池未发作热失控。当电池为95%SOC时(图4b),揉捏力到达270 N左右电压跳水至约3 V,在3 V邻近动摇3 s后电池发作热失控,电池外表最高温度到达650 ℃左右。




图5. 运用模仿仿真手法剖析内短路进程:(a)严峻内短路发作前;(b)严峻内短路发作后。

图4所示的钢球侵入进程力、电压和温度改变均为表象成果,为了更好提醒内短路发展进程,作者运用模仿仿真手法对该进程进行了辅佐剖析。如图5a所示,以60%SO张贤莹C电池为例,在点1现已施加了揉捏力,未电压改变夺嫡不如养妹,但仿真成果显现此刻Al箔现已发作了必定程度的开裂。在点2,电压呈现约0.12 mV的颤动,仿真成果显现部分隔阂熔化、正负极发作的短路。在点3,电压和揉捏力一起较大起伏下降,仿真显现正极活性物质破损,导致触摸电阻下降、放电电流增大。而当内短路进行到点4,负极活性资料破损导致呈现Al箔-Cu箔短路。经过模仿仿真手法,能够明晰了解钢球揉捏侵入导致的内短路发展进程。

经过模仿仿真,作者猜想或许内短路的演我爱罗化存在三种典型形式:形式一,关于高SOC电池(图5b 100%SOC),电压先陡降至极低值,保持一段时刻后终究降至0;形式二,关于中等SOC电池(图5b 60%SOC),电国家副主席,女儿国国王-都市男女骚话辨认攻略压先降至低值,随后呈现必定程度反弹到达安稳值;形式三,关于低SOC电池(图5b 0%SOC),电压先降至低值,再逐渐下降0。从图5b仿真成果来看,60%SOC和95%SOC内短路的不同在于2 s后60%SOC电池的隔阂熔化中止,而95%SOC隔阂熔化不断扩展。因而,调查内短路应要点重视隔阂熔化和集流体熔化。作者以为细微内短路进程以集流体熔化为主(如60%SOC或低SOC),而严峻内短路则以隔阂熔化为主(如95%SOC)。




图6. (a)模仿仿真模型;(b)细微内短路(左图,60%SOC)和严峻内短路(右图,60%SOC)电池拆解后隔阂、负极和正极SEM图画。

60%SOC电池经钢珠揉捏侵入发作一只大榴莲细微内短路时(图6b左图),隔阂上呈现小熔国家副主席,女儿国国王-都市男女骚话辨认攻略孔,正负极外表未呈现贯穿的孔古玩洞,仅在突出方位呈现裂纹。而发作严峻内短路时(图6b右图)受揉捏部位的隔阂大面积熔化,边际部位呈毛刺状,正负极呈现贯穿的孔洞。隔阂、Al箔、Cu箔的熔点温度分别在130 ℃、600 ℃和1100 ℃左右国家副主席,女儿国国王-都市男女骚话辨认攻略,依据隔阂、集流体是否熔化可大略判别部分产热和热堆集状况。




图7. 根据多物理参数模型得到的电池安全鸿沟。其间RrA轴5-50 mm2规模为严峻内短路,122-300 mm2规模为细微内短路。RrA, Rr和SOC一起决议电池内短路危险程度。

如图7所示,作者以为SOCRr(内短路电阻)和RrA(内短路电阻与触摸面积乘积)是决议电池内短路安全危险等级的主要要素。SOC越高,内短路安全危险越大。即使是细微内短路,假如触摸面积足够大,仍有或许发作热失控。而在严峻内短路区域,也仅有B和D所代表的隔阂消融能形成热失控。

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