鋰電池熱沖擊試驗為什么會失效？

1、熱沖擊試驗

【資料圖】

目前標準中熱沖擊試驗要求不盡相同，常見的是熱沖擊試驗到130°C并保持1小時。它的要求如: 130°C /30min、150°C/10min、?150°C/30min。其中1 50°C /30min熱沖擊條件常出現失效的情況。

2、失效原因

在熱沖擊試驗過程中(如150°C)，只有內部高溫箱的熱能、電池內部的活性物質的內能，以及貯存在鋰離子電池中的電能。即使是150°C的高溫箱溫度也不會達到處于滿充狀態的電池中活性物質的著火點。那么很顯然電池失效的原因為電池內部物質電能或者是內能的釋放。足夠多的熱量被釋放出來后，將引起電池內部劇烈的化學反應，以至于導致被測物而失效。

3、在測試中電池本身熱量產生的來源有以下幾種可能：

（1）外部高溫箱的熱量傳遞；

（2）陽極化學反應的放熱；

（3）陰極化學反應的放熱；

（4）隔膜在高溫下收縮或融化，導致陰陽極短路而釋放出熱量。

如果陽極材料的熱穩定性差，高溫下SEI膜分解反應強烈，則陽極在達到150°C后溫度 會繼續上升，粗熱失控而放出大熱。

如果陰極材料的熱穩定性差，高溫下其和電解液起反應(起始溫度約1 50°C)所放出的熱量不斷積累后終使電池內部溫度達到熱失控而大量放熱，此時出現此現象通常是在達到150°C后的10~ 15分鐘左右。

鋰電池所有隔膜由于原料和工藝的不同，它的熱穩定性也有所不同。聚丙烯材料的隔膜熔點在160°C左右，聚乙烯材料的隔膜熔點在130°C左右，多層隔膜的熔點與其組成成分有關。當整個電池做150°C熱沖擊測試時，可以通過上面的原理進行分析。

4、解決方案建議

如果出現熱沖擊測試失效，根據上述描述確定了電池的主要發熱源后，可以采用熱穩定性更高的材料來優化或者改變設計比例方式，使電極在滿充狀態時處于比較穩定的電壓狀態。

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