Prehľad:

Crush je veľmitypickýtest na overenie bezpečnosti cells, simulujúca tlakovú zrážku cellsalebo konečný produktspri každodennom používaní. Vo všeobecnosti existujú dva typyrozdrviťtesty: plochérozdrviťa čiastočnérozdrviť. V porovnaní s bytomrozdrviť, čiastočnáodsadeniespôsobené guľovým alebo valcovým indentorom s väčšou pravdepodobnosťou spôsobíbunka neúčinné. Čím ostrejšie je indentor, tým koncentrovanejšie je namáhanie jadrovej štruktúry lítiovej batérie, tým vážnejšie je prasknutie vnútorného priestoru.jadro, čo spôsobí deformáciu a posunutie jadra a dokonca vedie k vážnym následkom, ako je únik elektrolytu alebo dokonca požiar. Ako tedarozdrviťviesť kdeaktiváciaz cell? Tuvám predstaví vývoj vnútornej štruktúry jadra v teste lokálneho pretláčania.

Rozdrviťproces:

• Stláčacia sila pôsobí najskôr na puzdro bunky a puzdro sa deformuje. Sila sa potom prenesie do vnútra batérie a zostava článku sa tiež začne deformovať.
• Pri ďalšom stláčaní drviacej hlavy sa deformácia rozširuje a vytvára sa lokalizácia. Súčasne sa postupne skracuje vzdialenosť medzi jednotlivými vrstvami elektród. Pri nepretržitom stláčaní sa zberač prúdu ohýba a deformuje a vytvárajú sa šmykové pásy. Keď deformácia materiálu elektródy dosiahne limit, materiál elektródy vytvorí trhliny.
• So zvyšujúcou sa deformáciou sa trhlina postupne rozširuje až k kolektoru prúdu, ktorý sa roztrhne a spôsobí ťažný lom. Okrem toho sa radiálna trhlina predĺži v dôsledku zvýšenia napätia a radiálneho posunu.
• V tomto bode extrúzna sila pokračuje v stláčaní článku, čo spôsobuje deformáciu viacerých elektródových vrstiev, čo vedie k expanzii šmykovej zóny, zmene uhla sklonu (45°) a ďalšiemu rozšíreniu rozsahu šmykovej zóny.
• Nakoniec, keď sa membrána naďalej naťahuje a krúti, trhliny sa rozširujú až k membráne. Keď dosiahne bod deaktivácie, membrána sa roztrhne a susedné elektródy sa dostanú do kontaktu, čím sa vytvorí vnútorný skrat. V tomto bode sa v bode skratu generuje veľký skratový prúd, čo vedie k intenzívnemu zahrievaniu a rýchlemu zvýšeniu teploty, čo spustí vedľajšie reakcie v článku a nakoniec môže dôjsť k tepelnému zneužitiu.

Zhrnutie:

Crush test je druh mechanického zneužitia. Mechanické zneužitie predstavuje nevyhnutné bezpečnostné riziko pri každodennom používaní lítium-iónových batérií, ktoré môže viesť k prasknutiu membrány a spôsobiť vnútorný skrat. Avšak v dôsledku tvaru rozdrvovacej hlavy, veľkosti tlaku rozdrvenia a sily samotnej bunky sa výsledky rozdrvovacieho testu často veľmi líšia. Je potrebná optimalizácia bunkového materiálu alebo štruktúry, aby sa čo najviac vyhlo deaktivácii bunky spôsobenej rozdrvovacím testom. Napríklad použitie bezpečnejšej, tvárnejšej membrány alebo zlepšenie výkonu pri odvádzaní tepla článku môže výrazne zabrániť tepelnému zneužitiu, keď dôjde k vnútornému skratu.