Em comparação com outras baterias cilíndricas e quadradas, embalagens flexíveisbaterias de lítioestão se tornando cada vez mais populares devido às vantagens do design de tamanho flexível e alta densidade de energia.O teste de curto-circuito é uma forma eficaz de avaliar baterias de lítio de embalagens flexíveis.Este artigo analisa o modelo de falha do teste de curto-circuito da bateria para descobrir os principais fatores que afetam a falha do curto-circuito;analisa o modelo de falha realizando exemplos de verificação sob diferentes condições e apresenta propostas para melhorar a segurança de baterias de lítio de embalagens flexíveis.
Falha de curto-circuito do flexívelembalagem de baterias de lítiogeralmente inclui vazamento de líquido, rachaduras secas, incêndio e explosão.Vazamento e rachaduras a seco geralmente ocorrem na área fraca da embalagem de alças, onde a rachadura a seco da embalagem de alumínio pode ser claramente vista após o teste;incêndio e explosão são acidentes de produção de segurança mais perigosos, e a causa geralmente é uma reação violenta do eletrólito sob certas condições após a rachadura a seco do plástico de alumínio.Assim, em comparação com o teste de curto-circuito da bateria de lítio de embalagem flexível, a condição da embalagem de alumínio-plástico é o principal fator que leva à falha.
Em um teste de curto-circuito, a tensão de circuito aberto dobateriacai instantaneamente para zero, enquanto uma grande corrente passa pelo circuito e o calor Joule é gerado.A magnitude do calor Joule depende de três fatores: corrente, resistência e tempo.Embora a corrente de curto-circuito exista por um curto período de tempo, uma grande quantidade de calor ainda pode ser gerada devido à alta corrente.Este calor é liberado lentamente em um curto período de tempo (geralmente alguns minutos) após o curto-circuito, resultando em um aumento na temperatura da bateria.À medida que o tempo aumenta, o calor Joule é principalmente dissipado no ambiente e a temperatura da bateria começa a cair.Assim, presume-se que a falha de curto-circuito da bateria geralmente ocorre no momento do curto-circuito e num período de tempo relativamente curto depois disso.
O fenômeno de abaulamento de gás ocorre frequentemente no teste de curto-circuito de baterias de lítio de embalagens flexíveis, o que deve ser causado pelos seguintes motivos.A primeira é a instabilidade do sistema eletroquímico, ou seja, a decomposição oxidativa ou redutiva do eletrólito causada pela alta corrente que passa pela interface entre o eletrodo e o eletrólito, e os produtos gasosos são preenchidos na embalagem de alumínio-plástico.O aumento da produção de gás causado por esse motivo é mais óbvio em condições de alta temperatura, porque as reações colaterais de decomposição do eletrólito são mais prováveis de ocorrer em altas temperaturas.Além disso, mesmo que o eletrólito não sofra reações secundárias de decomposição, ele pode ser parcialmente vaporizado pelo calor Joule, especialmente para componentes eletrolíticos com baixa pressão de vapor.A protuberância de produção de gás causada por esta causa é mais sensível à temperatura, ou seja, a protuberância basicamente desaparece quando a temperatura da célula cai para a temperatura ambiente.No entanto, independentemente da causa da produção de gás, a elevada pressão do ar dentro da bateria durante o curto-circuito agravará a fissuração a seco da embalagem de alumínio-plástico e aumentará a probabilidade de falha.
Com base na análise do processo e mecanismo de falha de curto-circuito, a segurança das embalagens flexíveis de lítiobateriaspode ser melhorado nos seguintes aspectos: otimização do sistema eletroquímico, redução da resistência positiva e negativa da orelha e melhoria da resistência da embalagem alumínio-plástico.A otimização do sistema eletroquímico pode ser realizada de vários ângulos, como materiais ativos positivos e negativos, proporção de eletrodo e eletrólito, de modo a melhorar a capacidade da bateria de suportar alta corrente transitória e alto calor de curto prazo.A redução da resistência do ressalto pode reduzir a geração e acumulação de calor Joule nesta área e reduzir significativamente o impacto do calor na área fraca da embalagem.Melhorar a resistência da embalagem de alumínio-plástico pode ser alcançado otimizando os parâmetros no processo de fabricação da bateria, reduzindo significativamente a ocorrência de rachaduras a seco, incêndio e explosão.
Horário da postagem: 13 de abril de 2023