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    鋰電池熱沖擊試驗為什么會失效?

    發(fā)表時間:2025-07-05   訪問量:

    目前標準中熱沖擊試驗要求不盡相同,常見的是熱沖擊試驗到130°C并保持1小時。它的要求如: 130°C /30min、150°C/10min、 150°C/30min。其中1 50°C /30min熱沖擊條件常出現(xiàn)失效的情況。

    在熱沖擊試驗過程中(如150°C),只有內(nèi)部高溫箱的熱能、電池內(nèi)部的活性物質(zhì)的內(nèi)能,以及貯存在鋰離子電池中的電能。即使是150°C的高溫箱溫度也不會達到處于滿充狀態(tài)的電池中活性物質(zhì)的著火點。那么很顯然電池失效的原因為電池內(nèi)部物質(zhì)電能或者是內(nèi)能的釋放。足夠多的熱量被釋放出來后,將引起電池內(nèi)部劇烈的化學反應,以至于導致被測物而失效。


    在測試中電池本身熱量產(chǎn)生的來源有以下幾種可能

    1.外部高溫箱的熱量傳遞

    2.陽極化學反應的放熱

    3.陰極化學反應的放熱

    4.隔膜在高溫下收縮或融化,導致陰陽極短路而釋放出熱量。


    如果陽極材料的熱穩(wěn)定性差,高溫下SEI膜分解反應強烈,則陽極在達到150°C后溫度 會繼續(xù)上升,粗熱失控而放出大熱。

    如果陰極材料的熱穩(wěn)定性差,高溫下其和電解液起反應(起始溫度約1 50°C)所放出的熱量不斷積累后終使電池內(nèi)部溫度達到熱失控而大量放熱,此時出現(xiàn)此現(xiàn)象通常是在達到150°C后的10~ 15分鐘左右。

    鋰電池所有隔膜由于原料和工藝的不同,它的熱穩(wěn)定性也有所不同。聚丙烯材料的隔膜熔點在160°C左右,聚乙烯材料的隔膜熔點在130°C左右,多層隔膜的熔點與其組成成分有關(guān)。當整個電池做150°C熱沖擊測試時,可以通過上面的原理進行分析。

    解決方案建議

    如果出現(xiàn)熱沖擊測試失效,根據(jù)上述描述確定了電池的主要發(fā)熱源后,可以采用熱穩(wěn)定性更高的材料來優(yōu)化或者改變設計比例方式,使電極在滿充狀態(tài)時處于比較穩(wěn)定的電壓狀態(tài)。


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