鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2019年06月20日
電池遭受擠壓的變形后還能繼續使用嗎
在擠壓試驗中,YangShi將電芯重量5%DBA裝入到鋁塑膜袋中,并裝入到電池中,在電池遭受擠壓的變形時,鋁塑膜破裂將DBA釋放到電解液中,試驗結果顯示,通過在電池中添加DBA抑制劑,使得電池在擠壓導致的熱失控過程中,電池溫升降低了50%左右,這與針刺試驗的結果是一致的。
但是仍然有一類安全風險即便是做了萬全的安全設計,仍然難以避免,這就是機械濫用導致的鋰離子電池熱失控,例如在鋰離子電池遭受外部機械壓力,導致電池變形或者被刺穿,引起正負極短路,整個鋰離子電池的電量都通過短路點在短時間內釋放,會在短路點產生極高的溫度,導致正極活性物質分解,釋放出氧化性機極強的游離氧,進一步氧化電解液,大量產熱,最終導致鋰離子電池發生熱失控,引起起火和爆炸。
更為嚴重的是,如果熱失控是發生在電池組內的一個電池上,熱失控電池釋放出的高溫,會導致熱失控在電池組內部蔓延,引發嚴重的后果。
因此,如何避免鋰離子電池發生熱失控和如何抑制熱失控在電池組內部蔓延就成為了人們關注的焦點,例如在前一篇文章中,我們就介紹了一種填充在電池組內部,用于抑制熱失控電池組內蔓延的相變復合材料PCC。
而今天要給大家介紹的是一種添加在電池內的熱失控抑制劑,該材料的主要作用是當鋰離子電池在發生機械濫用的情況下,能夠在電池內部及時釋放,從而抑制熱失控的發展。
研究顯示,通過在電池內添加4%的抑制劑,就可以將電池在穿刺實驗中的最高溫度降低50%,而且該材料對電池的循環性能影響微乎其微,該研究成果最近由加州大學圣地亞哥分校的YangShi等人發表在JPS期刊上。
一般來說一些傳統的電解液阻燃劑雖然能夠能增加鋰離子電池的安全性,但是卻會嚴重的降低鋰離子電池的循環性能,為了解決這一問題,YangShi等人利用了膠囊結構,將熱失控抑制劑DBA(二芐胺)用膠囊結構進行包裹,放入到電池內部,在電池收到外部的機械壓力時,會導致膠囊結構被破壞,釋放出熱失控抑制劑,從而短時間內抑制熱失控的發生。
試驗中采用了LIR-2450扣式電池進行了測試,在針刺試驗中,添加DBA的實驗組電池溫升為40攝氏度,而對照組試驗電池的溫升則達到了75攝氏度,通過添加DBA使得在機械濫用導致的熱失控中電池溫升降低了50%左右。
通過計算可以發現,實驗組電池在熱失控中釋放的熱量為0.15Wh,而對照組電池在熱失控中則釋放了0.23Wh的熱量,通過在電池中添加4%的DBA使得電池在熱失控中電池產熱降低了1/3左右。
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