目前標(biāo)準(zhǔn)中熱沖擊試驗(yàn)要求不盡相同，常見的是熱沖擊試驗(yàn)到130°C并保持1小時(shí)。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(xiàn)失效的情況。
在熱沖擊試驗(yàn)過程中(如150°C)，只有內(nèi)部高溫箱的熱能、電池內(nèi)部的活性物質(zhì)的內(nèi)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(huì)達(dá)到處于滿充狀態(tài)的電池中活性物質(zhì)的著火點(diǎn)。那么很顯然電池失效的原因?yàn)殡姵貎?nèi)部物質(zhì)電能或者是內(nèi)能的釋放。足夠多的熱量被釋放出來后，將引起電池內(nèi)部劇烈的化學(xué)反應(yīng)，以至于導(dǎo)致被測(cè)物而失效。
在測(cè)試中電池本身熱量產(chǎn)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(xué)反應(yīng)的放熱
3.陰極化學(xué)反應(yīng)的放熱
4.隔膜在高溫下收縮或融化，導(dǎo)致陰陽極短路而釋放出熱量。
如果陽極材料的熱穩(wěn)定性差，高溫下SEI膜分解反應(yīng)強(qiáng)烈，則陽極在達(dá)到150°C后溫度 會(huì)繼續(xù)上升，粗熱失控而放出大熱。
如果陰極材料的熱穩(wěn)定性差，高溫下其和電解液起反應(yīng)(起始溫度約1 50°C)所放出的熱量不斷積累后終使電池內(nèi)部溫度達(dá)到熱失控而大量放熱，此時(shí)出現(xiàn)此現(xiàn)象通常是在達(dá)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(wěn)定性也有所不同。聚丙烯材料的隔膜熔點(diǎn)在160°C左右，聚乙烯材料的隔膜熔點(diǎn)在130°C左右，多層隔膜的熔點(diǎn)與其組成成分有關(guān)。當(dāng)整個(gè)電池做150°C熱沖擊測(cè)試時(shí)，可以通過上面的原理進(jìn)行分析。
解決方案建議
如果出現(xiàn)熱沖擊測(cè)試失效，根據(jù)上述描述確定了電池的主要發(fā)熱源后，可以采用熱穩(wěn)定性更高的材料來優(yōu)化或者改變?cè)O(shè)計(jì)比例方式，使電極在滿充狀態(tài)時(shí)處于比較穩(wěn)定的電壓狀態(tài)。
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