Í samanburði við aðrar sívalur og ferningur rafhlöður, sveigjanleg umbúðirlitíum rafhlöðureru að verða sífellt vinsælli í notkun vegna kosta sveigjanlegrar stærðarhönnunar og mikillar orkuþéttleika. Skammhlaupsprófun er áhrifarík leið til að meta sveigjanlegar umbúðir litíum rafhlöður. Þessi grein greinir bilunarlíkan skammhlaupsprófunar á rafhlöðu til að komast að helstu þáttum sem hafa áhrif á skammhlaupsbilun; greinir bilunarlíkanið með því að framkvæma dæmisannprófun við mismunandi aðstæður og gefur tillögur til að bæta öryggi sveigjanlegra umbúða litíum rafhlöður.
Skammhlaupsbilun sveigjanlegspökkun litíum rafhlöðurfelur venjulega í sér vökvaleka, þurrsprungur, eld og sprengingu. Leki og þurr sprunga eiga sér stað venjulega á veikburða svæði á pakkanum, þar sem álpakkningin þurr sprunga má greinilega sjá eftir prófunina; eldur og sprenging eru hættulegri öryggisframleiðsluslys og orsökin er venjulega kröftug viðbrögð raflausnarinnar við vissar aðstæður eftir að álplastið hefur þurrkað. Þannig, samanborið við skammhlaupsprófun sveigjanlegra umbúða litíum rafhlöðu, er ástand ál-plastpakkans lykilatriðið sem leiðir til bilunar.
Í skammhlaupsprófun er opið spenna árafhlaðalækkar samstundis niður í núll á meðan stór straumur fer í gegnum hringrásina og Joule varmi myndast. Stærð Joule varma fer eftir þremur þáttum: straumi, viðnámi og tíma. Þó skammhlaupsstraumurinn sé til staðar í stuttan tíma getur samt myndast mikið magn af hita vegna mikils straums. Þessi hiti losnar hægt og rólega á stuttum tíma (venjulega nokkrum mínútum) eftir skammhlaupið, sem leiðir til hækkunar á hitastigi rafhlöðunnar. Þegar tíminn eykst dreifist Joule hitinn aðallega út í umhverfið og hitastig rafhlöðunnar fer að lækka. Þannig er gert ráð fyrir að skammhlaupsbilun rafhlöðunnar eigi sér almennt stað við skammhlaup og á tiltölulega stuttum tíma eftir það.
Fyrirbæri gasbólgunar kemur oft fram í skammhlaupsprófun sveigjanlegra umbúða litíum rafhlöðu, sem ætti að stafa af eftirfarandi ástæðum. Í fyrsta lagi er óstöðugleiki rafefnakerfisins, þ.e. oxandi eða afoxandi niðurbrot raflausnarinnar sem stafar af miklum straumi sem fer í gegnum tengi milli rafskautsins og raflausnarinnar, og gasafurðirnar eru fylltar í ál-plastpakkann. Gasframleiðslubungan af þessari ástæðu er augljósari við háhitaskilyrði, vegna þess að aukaverkanir við niðurbrot raflausna eru líklegri til að eiga sér stað við háan hita. Að auki, jafnvel þótt raflausnin gengi ekki undir niðurbrotshliðarviðbrögðum, getur hann gufað upp að hluta til með Joule hita, sérstaklega fyrir raflausníhluti með lágan gufuþrýsting. Gasframleiðslubungan af þessari orsök er næmari fyrir hitastigi, þ.e. bungan hverfur í grundvallaratriðum þegar frumuhitinn fer niður í stofuhita. Hins vegar, óháð orsök gasframleiðslu, mun aukinn loftþrýstingur inni í rafhlöðunni við skammhlaup auka þurrsprunguna á ál-plastpakkningunni og auka líkurnar á bilun.
Byggt á greiningu á ferli og vélbúnaður skammhlaupsbilunar, öryggi sveigjanlegra umbúða litíumsrafhlöðurer hægt að bæta úr eftirfarandi þáttum: hagræðingu rafefnakerfisins, draga úr jákvæðu og neikvæðu eyrnaþoli og bæta styrk ál-plastpakkans. Hagræðing rafefnakerfisins er hægt að framkvæma frá ýmsum sjónarhornum, svo sem jákvæðum og neikvæðum virkum efnum, rafskautshlutfalli og raflausn, til að bæta getu rafhlöðunnar til að standast skammvinn mikinn straum og skamman tíma háan hita. Með því að lækka töfraþolið getur dregið úr Joule hitamyndun og uppsöfnun á þessu svæði og verulega dregið úr hitaáhrifum á veikt svæði pakkans. Hægt er að bæta styrk ál-plastpakkans með því að fínstilla færibreytur í rafhlöðuframleiðsluferlinu, draga verulega úr tilviki þurrsprungna, elds og sprengingar.
Birtingartími: 13. apríl 2023