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一篇锂离子电池内短路的奇幻故事

钜大LARGE  |  点击量:1375次  |  2019年06月26日  

久很久以前,有一个奇幻的世界,名叫“锂离子电池”,世界内部构造如图1所示,住着正极、负极、隔膜三位主角。正极和负极是两位好基友,但是由于某种原因他们被诅咒了,传说只要他们一相见就会有可怕的事情发生,因此上帝派隔膜将他们隔绝,永世不得相见。

天下太平时,正极和负极“隔膜相望”饥渴难耐,被上帝选中的隔膜始终坚守着他的岗位,将正极和负极分开,但隔膜也不是无情之人,他允许正极和负极保持“离子”接触,但绝对不允许他们“放电”。(注:隔膜对电子是“绝缘体”,对离子是“良导体”。)

但是不怕一万只怕万一,世界总有乱糟糟的时候,由于机械滥用、热滥用、电滥用,隔膜家族的代表们:PP膜、PE膜、PP/PE多层膜、基于PP/PE的涂覆膜,以及其他聚合物膜通通经不住折腾,挂掉了,正极和负极这对好基友就搞到一起开始激情四射了。

bang,bang,bang

瞬时间,锂离子电池世界灰飞烟灭。

正极、负极、隔膜三位同志的灵魂来到了上帝面前,正极和负极同时向上帝抱怨说:

上帝啊,您已经将我们受诅咒的事情告诉了隔膜,但是他却没有尽到他的责任,我们要他负责!

因为内短路的事情,隔膜同志背了很多锅,以前都是有苦难言,但是这次他选择说出来,让上帝评评理:

你们知道甩锅的都是些什么人吗?都不是什么善茬,例如“针刺”这位姐姐,用直径5~8mm的耐高温钢针,以(25±5)mm/s的速度,从垂直于锂离子电池极板的方向贯穿,贯穿位置宜靠近所刺面的几何中心,钢针停留在蓄电池中,这姐姐的技术比起容嬷嬷扎小人那简直是有过之而无不及啊!给大家看个视频感受一下,你说这样扎我能不破。

还有“挤压”这位哥们,用半径75mm的半圆柱体,从垂直于锂离子电池极板方向,以(5±1)mm/s的速度,一直挤压到电压达到0V或者变形量达到30%或者挤压力达到200kN才肯罢休,我刚开始还想抵抗,但无奈“挤压”这哥们是个暴力狂啊,我最后吐血阵亡!

再看看“高温”这家伙,对我采用温水煮青蛙的策略,以5℃/min的速率由室温升至130℃±2℃,并且保持此温度30min,锂离子电池世界就这样在温箱里面被无情的烘烤,还好我也不是吃素的,在这个温度下我改变一下自己的形态实现闭孔,坚持到最后,反正无论如何也不能让正极和负极你们这对好基友见面,门都没有!

大家看看下图就是我的孔,危机时刻我的孔全都闭上了。

其实“针刺”、“挤压”、“高温”几位外敌还是可以通过pack设计和热管理系统设计进行防护的,真正难缠的是“枝晶”这位内鬼。由于主人的任性(低温大电流充电)、运气不好(生产引入的杂质颗粒物),或者某些不可描述的原因,枝晶悄悄的产生了,某一天终于突破了我的防线,枝晶充当起正极和负极的鹊桥。哎,正极、负极你们这对贱人啊,鹊桥相会之日就是你们的死期啊!你们殉情就算了,拉上我当灯泡算什么?

上帝听完沉默不语,他想起了造物时的不小心(生产引入的杂质颗粒物)、想起那天风雪夜晚的放纵(低温大电流充电)、想起心情不好时的小脾气(某些不可描述的原因)。

5分钟后,上帝说:

会议

由鑫椤资讯主办的(《锂电材料与新型电源前瞻应用研讨会暨第七届锂电及关键原材料采配会》)点击查看会议详情,将于2019年7月10-12日在浙江杭州千岛湖润和建国酒店举办。CATL、ATL、比亚迪、力神、国轩高科等30+锂电池企业莅临现场,与长远锂科、振华新材料、容百锂电、优美科以及贝特瑞、杉杉、紫宸、中科星城等200+正、负极材料企业齐聚千岛湖,共襄行业盛举!敬请期待!

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