发现、评估和预防电池内部的微小短路(ISCs)对于大容量高能量密度(HED)锂离子电池的安全性至关重要。然而,目前对微ISCs机制和预警信号的研究尚不够完全深入。
近日,加拿大西安大略大学孙学良教授,国联汽车动力电池研究院有限责任公司Jiantao Wang报道了通过高精度渗透试验和加速量热法,成功地在60Ah HED(≥290 Wh kg-1)锂离子袋电池上触发和研究了硅基负极/富镍正极对的按需ISCs。
文章要点
1)研究人员观察到了微ISCs过程中电池组分的详细行为,如针孔和裂纹的形成,隔膜的闭孔和断裂,以及正极的破坏和铝集电器的熔融。同时还建立了这些内部效应与外部电池信号的相关性。
2)研究结果表明,即使是毫伏水平的电压变化信号,也值得注意,可以作为可作为微ISCs预警的前兆信号和预测电池热失控的先导指标。
这项工作所揭示的微型ISC传播、减缓和加速机制可用于指导安全性HED锂离子电池的设计。
参考文献
Xiaopeng Qi, et al, Unveiling Micro Internal Short Circuit Mechanism in a 60 Ah High-Energy-Density Li-ion Pouch Cell, Nano Energy, (2020)
DOI:10.1016/j.nanoen.2021.105908
https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.105908