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Batería de iones de litio, lámina de cobre aplastada durante la extrusión
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Si se producen accidentes de alta energía, como colisiones, durante el uso de vehículos eléctricos, la batería de iones de litio puede sufrir una grave deformación, lo que puede causar graves problemas de seguridad, como cortocircuitos internos en la batería de iones de litio.
Cuando se produce un cortocircuito interno en una batería de iones de litio, el 70% de la energía de todo el paquete de baterías se liberará a través del punto de cortocircuito en un plazo de 60 segundos, lo que provocará un rápido aumento de la temperatura local, lo que a su vez provocará la descomposición de los materiales activos positivos y negativos, el electrolito, etc., lo que dará lugar a la fuga térmica de la batería de iones de litio.
Para garantizar la seguridad de las baterías de iones de litio en las circunstancias mencionadas, se han diseñado rigurosas pruebas de compresión para examinar el rendimiento de seguridad de las baterías de iones de litio en caso de una gran deformación. La investigación muestra que durante la prueba de compresión, la deformación y el desplazamiento uniforme del electrodo ocurrirán primero. Con el aumento de la deformación, el colector de corriente se deslizará a lo largo de la línea de deslizamiento de 45 grados. Finalmente, el diafragma se deforma demasiado, lo que hace que el diafragma falle, causando un cortocircuito de mayor área.
Una vez que se produce un cortocircuito interno, puede provocar la fuga térmica de la batería de iones de litio, y la alta temperatura resultante quemará la batería. Incluso si no hay fuga térmica, la alta temperatura local seguirá derritiendo partes del colector de corriente, el separador, etc., por lo que tenemos que estudiar los cambios estructurales de las baterías de iones de litio en la prueba de aplastamiento.
Más tarde, se descubrió que la lámina de cobre producirá fragmentos microscópicos durante la prueba de extrusión, y estos fragmentos son difíciles de encontrar a través de los microscopios ópticos y electrónicos tradicionales. Estos fragmentos ocultos de lámina de cobre pueden tener un impacto significativo en el rendimiento eléctrico y el comportamiento térmico de las baterías de iones de litio. La lámina de cobre rota puede tener los siguientes efectos en las baterías de iones de litio.
La lámina de cobre rota no puede asumir el papel de un colector de corriente, lo que hace que el material activo local pierda su conexión efectiva con la red conductora.
Los materiales activos y el electrolito rellenarán los huecos de la lámina de cobre rota, pero no son buenos conductores electrónicos ni térmicos, por lo que cuando se produce un cortocircuito aquí, es difícil conducir el calor rápidamente.
En la zona apretada, debido al pobre contacto entre el material activo y la red conductora, la actividad se reduce, o no puede participar en la reacción de carga y descarga, haciendo que la capacidad de la batería de iones de litio disminuya.
Una lámina de cobre rota reducirá las propiedades mecánicas del electrodo negativo
El fallo final de la batería en la prueba de aplastamiento se debe principalmente al fallo del electrodo positivo y del separador.
Al principio del cortocircuito, el material activo de la lámina de Al / electrodo positivo está en contacto con los fragmentos de lámina de cobre / material activo de grafito del electrodo negativo.
La mejor opción para probar este tipo de batería de litio es utilizar el comprobador de penetración de clavos por aplastamiento de baterías, de modo que no sólo se pueda observar la reacción de la batería durante el aplastamiento, sino que también se pueda ver lo que ocurre con la batería durante la penetración de los clavos.
