Pregled:

Crush je zelotipičnopreskus za preverjanje varnosti cells, ki simulira trčenje cellsali končnega izdelkasv vsakodnevni uporabi. Na splošno obstajata dve vrstizdrobititesti: ravnozdrobitiin delnozdrobiti. V primerjavi s stanovanjemzdrobiti, delnovdolbinaki ga povzroči sferični ali cilindrični vdolbinec, je bolj verjetno, da povzročicelica neučinkovito. Čim ostrejši je vdolbinec, bolj koncentrirana je obremenitev jedrne strukture litijeve baterije, tem resnejši je zlom notranjegajedro, kar bo povzročilo deformacijo in premik jedra ter povzročilo celo resne posledice, kot je puščanje elektrolita ali celo požar. Kako torejzdrobitivodi dodeaktivacijood cell? Tukajvas seznanimo z razvojem notranje strukture jedra v lokalnem ekstrudijskem testu.

Zdrobitepostopek:

• Sila stiskanja najprej deluje na ohišje celice in ohišje se deformira. Sila se nato prenese v notranjost baterije in tudi celični sklop se začne deformirati.
• Z nadaljnjim stiskanjem drobilne glave se deformacija širi in nastane lokalizacija. Hkrati se postopoma skrajšuje razmik plasti med vsako plastjo elektrode. Pri neprekinjenem stiskanju se zbiralnik toka upogne in deformira, nastanejo pa strižni trakovi. Ko deformacija materiala elektrode doseže mejo, bo material elektrode povzročil razpoke.
• S povečanjem deformacije se razpoka postopoma razširi na tokovni zbiralnik, ki se bo raztrgal in povzročil duktilni lom. Poleg tega je radialna razpoka podaljšana zaradi povečanja napetosti in radialnega premika.
• Na tej točki ekstrudijska sila še naprej stiska celico, zaradi česar se več elektrodnih plasti deformira, kar vodi do razširitve strižne cone, spremembe kota naklona (45°) in nadaljnjega širjenja območja strižne cone.
• Končno, ko se diafragma še naprej razteza in zvija, se razpoke razširijo na diafragmo. Ko doseže točko deaktivacije, se diafragma strga in sosednje elektrode pridejo v stik, kar povzroči notranji kratek stik. Na tej točki se na mestu kratkega stika ustvari velik tok kratkega stika, kar vodi do močnega segrevanja in hitrega dviga temperature, kar bo sprožilo stranske reakcije znotraj celice in sčasoma lahko pride do toplotne zlorabe.

Povzetek:

Crush test je neke vrste mehanska zloraba. Mehanska zloraba je neizogibna varnostna nevarnost pri vsakodnevni uporabi litij-ionskih baterij, ki lahko povzroči pretrganje membrane in sproži notranji kratek stik. Zaradi oblike udarne glave, velikosti udarnega tlaka in trdnosti same celice pa se rezultati udarnega testa pogosto zelo razlikujejo. Potrebna je optimizacija materiala ali strukture celice, da bi se v največji možni meri izognili deaktivaciji celice, ki jo povzroči test zrušitve. Na primer, uporaba varnejše, bolj duktilne diafragme ali izboljšanje učinkovitosti odvajanja toplote celice lahko močno prepreči toplotno zlorabo, ko pride do notranjega kratkega stika.