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四种锂离子电池隔膜的变形和失效表征

本文摘要:人们目前对电动车用锂离子电池在撞击工况下的力热号召仍未十分确切,对电池及其组分材料的建模密切相关等研究也正在持续展开。隔膜作为锂离子电池中最重要的组分材料,其过热不会必要造成电池的正负极认识而引起内短路。所以深入研究电池隔膜的机械属性,有助从撞击安全性的角度来自由选择电池所用的隔膜。 本文对四种电池隔膜展开了试验,并以聚乙烯隔膜为事例,创建了有限元模型。

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人们目前对电动车用锂离子电池在撞击工况下的力热号召仍未十分确切,对电池及其组分材料的建模密切相关等研究也正在持续展开。隔膜作为锂离子电池中最重要的组分材料,其过热不会必要造成电池的正负极认识而引起内短路。所以深入研究电池隔膜的机械属性,有助从撞击安全性的角度来自由选择电池所用的隔膜。

本文对四种电池隔膜展开了试验,并以聚乙烯隔膜为事例,创建了有限元模型。前段日子,三星GalaxyNote7手机因电池发生爆炸事故沦为人们注目的焦点,据MIT教授DonSadoway分析,这些电池发生爆炸很有可能缘自压制过凸的卷芯:一方面这种情况下隔膜更容易被正负极(如电池过程中负极表面两县的晶体等)刺穿;另一方面隔膜上的孔隙被压实造成电池内阻减小温升激化[1]。由此可见电池隔膜对锂离子电池的安全性起着最重要的起到。除了手机等电子设备的应用于,锂离子电池目前也普遍用于电动车辆的储能设备。

然而,人们目前对电动车用锂离子电池在撞击工况下的力热号召仍未十分确切,对电池及其组分材料的建模密切相关等研究也正在持续展开。隔膜作为锂离子电池中最重要的组分材料,其过热不会必要造成电池的正负极认识而引起内短路。

所以深入研究电池隔膜的机械属性,有助从撞击安全性的角度来自由选择电池所用的隔膜。本文对四种电池隔膜展开了试验,并以聚乙烯隔膜为事例,创建了有限元模型。剪切试验参照标准ASTMD882设计条状剪切试件,总长60mm,标距段长35mm,按宽度分成5mm、10mm、15mm、20mm和25mm五组。

隔膜被垫在笛卡尔坐标纸间,用剃刀沿机器方向(MD)、纵贯方向(TD)和两个对角方向(+DD和-DD)共计四个方向小块试件。试验在Instron5944单向剪切试验机上已完成,剪切速度为25mm/min,用作测力的载荷传感器量程100N,而突发事件由数字图像涉及法(DIC)获得。


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