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【干货】锂离子电池安全问题的对策:内短路模型研究

导读: 电池最初的潜在缺陷可能不太好控制,比如以下因素导致最终的严重内短路,包括隔膜的破损,金属溶解和沉积,金属杂质残余等。

背景和目的

由于内短路造成的热失控是锂离子电池主要的安全问题,其他的安全问题可能用电化学或者机械方法控制。

电池最初的潜在缺陷可能不太好控制,比如以下因素导致最终的严重内短路,包括隔膜的破损,金属溶解和沉积,金属杂质残余等。

锂离子电池系统内短路的热行为基于非常复杂的因素,例如短路性质,容量,电池电化学特性,电气和热力学设计,系统负载等。

电池内短路是多物理场,3维方面的问题,与之相关是电池的电化学,热系统,热滥用反应动力学等。通过模拟实验能够理解电化学反应,热的释放,热反应的传播,以及从工艺技术解决的对策。

研究方法

通过做3D物理场模拟研究来描述内短路和短路随时间的变化,进而扩展理解NERL的电化学,热电,滥用反应动力学模型(如下图所示)。多物理场模型仿真证明了在短路事件中加热模型是基于短路性质,电池特性(如容量和倍率性能)的。

blob.png图1 不同的反应热类型

1.短路的反应热=电池放电的热+短路点的焦耳热

2.电池尺寸和短路电阻大小的影响

blob.png

图2 不同种类的短路电阻对电池热失控的影响

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责任编辑:LGM
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