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一篇鋰離子電池內短路的奇幻故事

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年06月26日  

久很久以前,有一個奇幻的世界,名叫“鋰離子電池”,世界內部構造如圖1所示,住著正極、負極、隔膜三位主角。正極和負極是兩位好基友,但是由于某種原因他們被詛咒了,傳說只要他們一相見就會有可怕的事情發生,因此上帝派隔膜將他們隔絕,永世不得相見。

天下太平時,正極和負極“隔膜相望”饑渴難耐,被上帝選中的隔膜始終堅守著他的崗位,將正極和負極分開,但隔膜也不是無情之人,他允許正極和負極保持“離子”接觸,但絕對不允許他們“放電”。(注:隔膜對電子是“絕緣體”,對離子是“良導體”。)

但是不怕一萬只怕萬一,世界總有亂糟糟的時候,由于機械濫用、熱濫用、電濫用,隔膜家族的代表們:PP膜、PE膜、PP/PE多層膜、基于PP/PE的涂覆膜,以及其他聚合物膜通通經不住折騰,掛掉了,正極和負極這對好基友就搞到一起開始激情四射了。

bang,bang,bang

瞬時間,鋰離子電池世界灰飛煙滅。

正極、負極、隔膜三位同志的靈魂來到了上帝面前,正極和負極同時向上帝抱怨說:

上帝啊,您已經將我們受詛咒的事情告訴了隔膜,但是他卻沒有盡到他的責任,我們要他負責!

因為內短路的事情,隔膜同志背了很多鍋,以前都是有苦難言,但是這次他選擇說出來,讓上帝評評理:

你們知道甩鍋的都是些什么人嗎?都不是什么善茬,例如“針刺”這位姐姐,用直徑5~8mm的耐高溫鋼針,以(25±5)mm/s的速度,從垂直于鋰離子電池極板的方向貫穿,貫穿位置宜靠近所刺面的幾何中心,鋼針停留在蓄電池中,這姐姐的技術比起容嬤嬤扎小人那簡直是有過之而無不及啊!給大家看個視頻感受一下,你說這樣扎我能不破。

還有“擠壓”這位哥們,用半徑75mm的半圓柱體,從垂直于鋰離子電池極板方向,以(5±1)mm/s的速度,一直擠壓到電壓達到0V或者變形量達到30%或者擠壓力達到200kN才肯罷休,我剛開始還想抵抗,但無奈“擠壓”這哥們是個暴力狂啊,我最后吐血陣亡!

再看看“高溫”這家伙,對我采用溫水煮青蛙的策略,以5℃/min的速率由室溫升至130℃±2℃,并且保持此溫度30min,鋰離子電池世界就這樣在溫箱里面被無情的烘烤,還好我也不是吃素的,在這個溫度下我改變一下自己的形態實現閉孔,堅持到最后,反正無論如何也不能讓正極和負極你們這對好基友見面,門都沒有!

大家看看下圖就是我的孔,危機時刻我的孔全都閉上了。

其實“針刺”、“擠壓”、“高溫”幾位外敵還是可以通過pack設計和熱管理系統設計進行防護的,真正難纏的是“枝晶”這位內鬼。由于主人的任性(低溫大電流充電)、運氣不好(生產引入的雜質顆粒物),或者某些不可描述的原因,枝晶悄悄的產生了,某一天終于突破了我的防線,枝晶充當起正極和負極的鵲橋。哎,正極、負極你們這對賤人啊,鵲橋相會之日就是你們的死期啊!你們殉情就算了,拉上我當燈泡算什么?

上帝聽完沉默不語,他想起了造物時的不小心(生產引入的雜質顆粒物)、想起那天風雪夜晚的放縱(低溫大電流充電)、想起心情不好時的小脾氣(某些不可描述的原因)。

5分鐘后,上帝說:

會議

由鑫欏資訊主辦的(《鋰電材料與新型電源前瞻應用研討會暨第七屆鋰電及關鍵原材料采配會》)點擊查看會議詳情,將于2019年7月10-12日在浙江杭州千島湖潤和建國酒店舉辦。CATL、ATL、比亞迪、力神、國軒高科等30+鋰電池企業蒞臨現場,與長遠鋰科、振華新材料、容百鋰電、優美科以及貝特瑞、杉杉、紫宸、中科星城等200+正、負極材料企業齊聚千島湖,共襄行業盛舉!敬請期待!

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