基于碰撞安全的鋰離子電池材料特性

基于碰撞安全的鋰離子電池材料特性

刊名：Massachusetts Institute of Technology（英）

期刊：2015年第7期

作者：Dixon L A B et al

編譯：郭大磊

對(duì)于鋰離子電池的安全性，由于其廣泛使用而變得越來(lái)越重要。針對(duì)電動(dòng)汽車電池而言，在發(fā)生碰撞事故過(guò)程中電池變形可能引起電池短路、熱失控、失火和有毒氣體排放等危險(xiǎn)，因此需要對(duì)電池進(jìn)行生產(chǎn)制造前的模擬測(cè)試和優(yōu)化仿真。

本文通過(guò)機(jī)械測(cè)試來(lái)研究3種類型電池及其內(nèi)部組成部件的力學(xué)特性。使用沖壓設(shè)備對(duì)棱柱形、橢圓形和軟包電池進(jìn)行機(jī)械測(cè)試，從而獲得電池位移和負(fù)荷曲線。對(duì)橢圓形電池和軟包電池進(jìn)行了擠壓測(cè)試，對(duì)其內(nèi)部組成部分進(jìn)行了單軸測(cè)試、雙軸測(cè)試和擠壓測(cè)試。根據(jù)這些測(cè)試結(jié)果，建立了精確的仿真模型。

研究獲得了鋰離子電池及其組成部分的材料特性和電池失效模型。在單體電池方面，研究了電解液存在形式、隔膜類型以及測(cè)試位置對(duì)電池安全性的影響。根據(jù)電池內(nèi)部組件材料屬性，可獲得上述3種類型電池的應(yīng)力應(yīng)變曲線。這項(xiàng)研究表明，通過(guò)機(jī)械測(cè)試可以獲得鋰離子電池的材料屬性。