動(dòng)力電池沖擊試驗(yàn)機(jī)可靠性原則
動(dòng)力電池沖擊試驗(yàn)機(jī)電池的使用環(huán)境千差萬(wàn)別,不同的電池有不同的使用環(huán)境要求,甚至相同的電池使用環(huán)境也有天壤之別,更要關(guān)注的是電池在誤用或?yàn)E用條件下如何保證安全,長(zhǎng)期循環(huán)的鋰離子電池的耐熱擾動(dòng)及耐濫用能力變差。為避免電池在濫用時(shí)由于電池內(nèi)特定的能量輸入導(dǎo)致組成物質(zhì)物理或化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生大量的熱,需對(duì)不同結(jié)構(gòu)的電池采用針對(duì)性設(shè)計(jì)。
對(duì)于圓柱形電池,PTC常作為過(guò)流保護(hù)元件。由于電池內(nèi)部具有置于正子與電極卷之間的限流裝置PTC,電池過(guò)充時(shí)當(dāng)電解液發(fā)生分解、電池溫度迅速上升時(shí),該裝置開(kāi)始作用并切斷電流。
而對(duì)于方形鋁殼電池內(nèi)部沒(méi)有限流裝置、并且由于鋁比較軟、易變形,只能靠電池外部裝置保證安全;采取鋁塑包裝膜制作的鋰離子電池,盡管電池內(nèi)部也沒(méi)有限流裝置,但是周密的設(shè)計(jì)加上電池外安全裝置使電池更安全,尤其對(duì)于蜂窩使用的情況,這種結(jié)構(gòu)已經(jīng)在聚合物電池制造商普及。
對(duì)于圓柱和方形鋼殼結(jié)構(gòu)的鋰離子電池,具有安全設(shè)計(jì)的頂部泄氣閥結(jié)構(gòu),當(dāng)電池內(nèi)部產(chǎn)生大量氣體時(shí),氣體使安全機(jī)構(gòu)啟動(dòng)。除此功能外,還可以降低電池的溫度以消除電池?zé)崾Э?。而?duì)于鋁塑包裝膜電池,由于外包裝是軟性的鋁塑膜,電池內(nèi)部沒(méi)有保護(hù)裝置,因此對(duì)電池的設(shè)計(jì)要求苛刻。但是與圓柱鋼殼電池相比,當(dāng)發(fā)生誤用與濫用使隨著化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氣體逐步增大時(shí),會(huì)將包裝膜鼓脹或?qū)X膜焊封位置鼓破而泄壓,從而保證了電池安全。
動(dòng)力電池沖擊試驗(yàn)機(jī)安全保護(hù)電路
鋰離子電池在實(shí)際應(yīng)用中為了提高安全性,需要保護(hù)電路以防止過(guò)充或過(guò)放,并防止電池性能劣化。保護(hù)電路是由保護(hù)IC及兩只功率MOSFET管所構(gòu)成,其中保護(hù)IC檢視電池電壓,當(dāng)有過(guò)充電及過(guò)放電狀態(tài)時(shí)切換到外置的功率MOSFET管來(lái)保護(hù)電池,也有采用其他保護(hù)結(jié)構(gòu)。
動(dòng)力電池沖擊試驗(yàn)機(jī)材料對(duì)鋰離子動(dòng)力電池安全性的影響
一般而言,電池材料的熱穩(wěn)定性是鋰離子動(dòng)力電池安全性的重要因素。這主要與電池材料的熱活性有關(guān)。當(dāng)電池溫度升高時(shí),電池內(nèi)部會(huì)發(fā)生許多放熱反應(yīng),如果產(chǎn)生的熱量超過(guò)了熱量的散失,就會(huì)發(fā)生熱溢潰。鋰離子電池材料之間主要放熱反應(yīng)有:SEI膜的分解;電解液分解;正極分解;負(fù)極與電解液的反應(yīng);負(fù)極與粘合劑的反應(yīng);此外,由于電池存在電阻,使用時(shí)也產(chǎn)生少量熱量。