У поређењу са другим цилиндричним и квадратним батеријама, флексибилно паковањелитијумске батеријепостају све популарнији у употреби због предности дизајна флексибилне величине и велике густине енергије. Тестирање кратког споја је ефикасан начин за процену флексибилних литијумских батерија. Овај рад анализира модел квара теста кратког споја батерије како би се открили главни фактори који утичу на квар кратког споја; анализира модел квара вршећи пример верификације под различитим условима и даје предлоге за побољшање безбедности литијумских батерија са флексибилним паковањем.
Квар кратког споја флексибилногпаковање литијумских батеријаобично укључује цурење течности, суво пуцање, пожар и експлозију. Цурење и суво пуцање обично се јављају у слабом делу пакета са ушицама, где се суво пуцање алуминијумског пакета може јасно видети након испитивања; пожар и експлозија су опасније безбедносне производне незгоде, а узрок је обично бурна реакција електролита под одређеним условима након сувог пуцања алуминијумске пластике. Дакле, у поређењу са тестом кратког споја литијумске батерије са флексибилном амбалажом, стање алуминијум-пластичне амбалаже је кључни фактор који доводи до квара.
У тесту кратког споја, напон отвореног колабатеријатренутно пада на нулу, док велика струја пролази кроз коло и ствара се џулова топлота. Величина џулове топлоте зависи од три фактора: струје, отпора и времена. Иако струја кратког споја постоји кратко време, велика количина топлоте и даље може да се генерише због велике струје. Ова топлота се полако ослобађа у кратком временском периоду (обично неколико минута) након кратког споја, што доводи до повећања температуре батерије. Како се време повећава, џулова топлота се углавном распршује у околину и температура батерије почиње да опада. Дакле, претпоставља се да до кратког споја батерије генерално долази у тренутку кратког споја иу релативно кратком временском периоду након тога.
Феномен испупчења гаса се често јавља у тесту кратког споја литијумске батерије са флексибилном амбалажом, што би требало да буде узроковано следећим разлозима. Први је нестабилност електрохемијског система, односно оксидативно или редукционо распадање електролита изазвано великом струјом која пролази кроз интерфејс између електроде и електролита, а гасовити производи се пуне у алуминијум-пластичном паковању. Избочење производње гаса узроковано овим разлогом је очигледније у условима високе температуре, јер је већа вероватноћа да ће се нежељене реакције распадања електролита појавити на високим температурама. Поред тога, чак и ако електролит не подлеже споредним реакцијама распадања, он може бити делимично испарен џуловом топлотом, посебно за компоненте електролита са ниским притиском паре. Избочење производње гаса изазвано овим узроком је осетљивије на температуру, тј. избочење у основи нестаје када температура ћелије падне на собну температуру. Међутим, без обзира на узрок производње гаса, повишен ваздушни притисак унутар батерије током кратког споја ће погоршати суво пуцање алуминијум-пластичног паковања и повећати вероватноћу квара.
На основу анализе процеса и механизма квара кратког споја, сигурност флексибилне литијумске амбалажебатеријеможе се побољшати са следећих аспеката: оптимизација електрохемијског система, смањење позитивног и негативног отпора уха и побољшање чврстоће алуминијум-пластичног паковања. Оптимизација електрохемијског система може се извршити из различитих углова, као што су позитивни и негативни активни материјали, однос електрода и електролит, како би се побољшала способност батерије да издржи пролазну велику струју и краткотрајну високу топлоту. Смањење отпора на ушицама може смањити генерисање и акумулацију џулове топлоте у овој области и значајно смањити утицај топлоте на слабу област паковања. Побољшање чврстоће алуминијум-пластичне амбалаже може се постићи оптимизацијом параметара у процесу производње батерија, значајно смањујући појаву сувог пуцања, пожара и експлозије.
Време поста: 13. април 2023