背景和目的

由于內(nèi)短路造成的熱失控是鋰離子電池主要的安全問題，其他的安全問題可能用電化學(xué)或者機(jī)械方法控制。

電池最初的潛在缺陷可能不太好控制，比如以下因素導(dǎo)致最終的嚴(yán)重內(nèi)短路，包括隔膜的破損，金屬溶解和沉積，金屬雜質(zhì)殘余等。

鋰離子電池系統(tǒng)內(nèi)短路的熱行為基于非常復(fù)雜的因素，例如短路性質(zhì)，容量，電池電化學(xué)特性，電氣和熱力學(xué)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)負(fù)載等。

電池內(nèi)短路是多物理場，3維方面的問題，與之相關(guān)是電池的電化學(xué)，熱系統(tǒng)，熱濫用反應(yīng)動(dòng)力學(xué)等。通過模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚶斫怆娀瘜W(xué)反應(yīng)，熱的釋放，熱反應(yīng)的傳播，以及從工藝技術(shù)解決的對(duì)策。

研究方法

通過做3D物理場模擬研究來描述內(nèi)短路和短路隨時(shí)間的變化，進(jìn)而擴(kuò)展理解NERL的電化學(xué)，熱電，濫用反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型(如下圖所示)。多物理場模型仿真證明了在短路事件中加熱模型是基于短路性質(zhì)，電池特性(如容量和倍率性能)的。

圖1不同的反應(yīng)熱類型

1.短路的反應(yīng)熱=電池放電的熱+短路點(diǎn)的焦耳熱

2.電池尺寸和短路電阻大小的影響

圖2不同種類的短路電阻對(duì)電池?zé)崾Э氐挠绊?/p>