En comparación con otras baterías cilíndricas y cuadradas, el embalaje flexiblebaterías de litioSe están volviendo cada vez más populares debido a las ventajas del diseño de tamaño flexible y la alta densidad de energía.Las pruebas de cortocircuito son una forma eficaz de evaluar baterías de litio de embalaje flexible.Este artículo analiza el modelo de falla de la prueba de cortocircuito de la batería para descubrir los principales factores que afectan la falla del cortocircuito;analiza el modelo de falla mediante la realización de ejemplos de verificación en diferentes condiciones y ofrece propuestas para mejorar la seguridad de las baterías de litio de embalaje flexible.
Fallo por cortocircuito de flexible.embalaje de baterías de litioGeneralmente incluye fugas de líquido, grietas secas, incendios y explosiones.Las fugas y el agrietamiento seco generalmente ocurren en el área débil del paquete de orejetas, donde el agrietamiento seco del paquete de aluminio se puede ver claramente después de la prueba;El fuego y la explosión son accidentes de producción de seguridad más peligrosos y la causa suele ser una reacción violenta del electrolito bajo ciertas condiciones después del agrietamiento seco del plástico de aluminio.Por lo tanto, en comparación con la prueba de cortocircuito de una batería de litio con embalaje flexible, el estado del paquete de aluminio y plástico es el factor clave que conduce al fallo.
En una prueba de cortocircuito, el voltaje de circuito abierto delbateríacae instantáneamente a cero, mientras que una gran corriente pasa a través del circuito y se genera calor Joule.La magnitud del calor Joule depende de tres factores: corriente, resistencia y tiempo.Aunque la corriente de cortocircuito existe durante un corto período de tiempo, aún se puede generar una gran cantidad de calor debido a la alta corriente.Este calor se libera lentamente en un corto período de tiempo (normalmente unos minutos) después del cortocircuito, lo que provoca un aumento de la temperatura de la batería.A medida que aumenta el tiempo, el calor Joule se disipa principalmente al medio ambiente y la temperatura de la batería comienza a bajar.Por tanto, se supone que el fallo por cortocircuito de la batería se produce generalmente en el momento del cortocircuito y en un período de tiempo relativamente corto a partir de entonces.
El fenómeno de abultamiento de gas ocurre a menudo en la prueba de cortocircuito de una batería de litio de empaque flexible, que debe deberse a las siguientes razones.La primera es la inestabilidad del sistema electroquímico, es decir, la descomposición oxidativa o reductora del electrolito causada por la alta corriente que pasa a través de la interfaz entre el electrodo y el electrolito, y los productos del gas se llenan en el paquete de aluminio y plástico.El aumento en la producción de gas causado por esta razón es más obvio en condiciones de alta temperatura, porque es más probable que ocurran reacciones secundarias de descomposición del electrolito a altas temperaturas.Además, incluso si el electrolito no sufre reacciones secundarias de descomposición, puede vaporizarse parcialmente mediante calor Joule, especialmente para componentes de electrolitos con baja presión de vapor.El aumento de producción de gas causado por esta causa es más sensible a la temperatura, es decir, el aumento básicamente desaparece cuando la temperatura de la celda desciende a la temperatura ambiente.Sin embargo, independientemente de la causa de la producción de gas, la elevada presión del aire dentro de la batería durante un cortocircuito agravará el agrietamiento seco del paquete de aluminio y plástico y aumentará la probabilidad de falla.
Basado en el análisis del proceso y mecanismo de falla por cortocircuito, la seguridad del litio en envases flexiblesbateriasSe puede mejorar desde los siguientes aspectos: optimizar el sistema electroquímico, reducir la resistencia positiva y negativa del oído y mejorar la resistencia del paquete de aluminio-plástico.La optimización del sistema electroquímico se puede llevar a cabo desde varios ángulos, como materiales activos positivos y negativos, relación de electrodos y electrolitos, para mejorar la capacidad de la batería para soportar altas corrientes transitorias y altas temperaturas por corto tiempo.Reducir la resistencia de las orejetas puede reducir la generación y acumulación de calor Joule en esta área y reducir significativamente el impacto del calor en el área débil del paquete.Se puede mejorar la resistencia del paquete de aluminio y plástico optimizando los parámetros en el proceso de fabricación de la batería, reduciendo significativamente la aparición de grietas secas, incendios y explosiones.
Hora de publicación: 13-abr-2023