Dibandingkan dengan baterai silinder dan persegi lainnya, kemasannya fleksibelbaterai litiummenjadi semakin populer digunakan karena keunggulan desain ukuran fleksibel dan kepadatan energi yang tinggi. Pengujian hubung singkat adalah cara efektif untuk mengevaluasi baterai litium kemasan fleksibel. Makalah ini menganalisis model kegagalan uji hubung singkat baterai untuk mengetahui faktor utama yang mempengaruhi kegagalan hubung singkat; menganalisis model kegagalan dengan melakukan verifikasi contoh dalam kondisi berbeda dan memberikan proposal untuk meningkatkan keamanan baterai litium kemasan fleksibel.
Kegagalan hubung singkat fleksibelmengemas baterai litiumbiasanya meliputi kebocoran cairan, keretakan kering, kebakaran dan ledakan. Kebocoran dan keretakan kering biasanya terjadi di area lemah paket lug, dimana keretakan kering paket aluminium dapat terlihat jelas setelah pengujian; Kebakaran dan ledakan lebih berbahaya bagi keselamatan kecelakaan produksi, dan penyebabnya biasanya adalah reaksi kekerasan elektrolit dalam kondisi tertentu setelah plastik aluminium kering retak. Jadi, dibandingkan dengan uji hubung singkat baterai lithium kemasan fleksibel, kondisi kemasan aluminium-plastik merupakan faktor kunci yang menyebabkan kegagalan.
Dalam uji hubung singkat, tegangan rangkaian terbuka daribateraiseketika turun ke nol, sementara arus besar melewati rangkaian dan panas Joule dihasilkan. Besarnya panas Joule bergantung pada tiga faktor: arus, hambatan dan waktu. Meskipun arus hubung singkat terjadi dalam jangka waktu yang singkat, panas dalam jumlah besar masih dapat dihasilkan karena arus yang tinggi. Panas ini dilepaskan secara perlahan dalam waktu singkat (biasanya beberapa menit) setelah korsleting, sehingga mengakibatkan peningkatan suhu baterai. Seiring berjalannya waktu, panas Joule sebagian besar hilang ke lingkungan dan suhu baterai mulai turun. Dengan demikian, kegagalan hubung singkat baterai umumnya diasumsikan terjadi pada saat hubung singkat dan dalam jangka waktu yang relatif singkat setelahnya.
Fenomena gas menggembung yang sering terjadi pada uji hubung singkat baterai litium kemasan fleksibel, yang seharusnya disebabkan oleh hal-hal berikut. Yang pertama adalah ketidakstabilan sistem elektrokimia, yaitu dekomposisi oksidatif atau reduktif elektrolit yang disebabkan oleh tingginya arus yang melewati antarmuka antara elektroda dan elektrolit, dan produk gas diisi dalam kemasan aluminium-plastik. Tonjolan produksi gas yang disebabkan oleh alasan ini lebih jelas terlihat pada kondisi suhu tinggi, karena reaksi samping dekomposisi elektrolit lebih mungkin terjadi pada suhu tinggi. Selain itu, meskipun elektrolit tidak mengalami reaksi samping penguraian, elektrolit tersebut mungkin akan menguap sebagian oleh panas Joule, terutama untuk komponen elektrolit dengan tekanan uap rendah. Tonjolan produksi gas yang disebabkan oleh penyebab ini lebih sensitif terhadap suhu, yaitu tonjolan tersebut pada dasarnya hilang ketika suhu sel turun ke suhu kamar. Namun, terlepas dari penyebab produksi gas, peningkatan tekanan udara di dalam baterai selama korsleting akan memperburuk keretakan kering pada kemasan aluminium-plastik dan meningkatkan kemungkinan kegagalan.
Berdasarkan analisis proses dan mekanisme kegagalan hubung singkat, keamanan kemasan fleksibel litiumbateraidapat ditingkatkan dari aspek berikut: mengoptimalkan sistem elektrokimia, mengurangi resistensi telinga positif dan negatif, dan meningkatkan kekuatan kemasan aluminium-plastik. Optimalisasi sistem elektrokimia dapat dilakukan dari berbagai sudut, seperti bahan aktif positif dan negatif, rasio elektroda dan elektrolit, sehingga dapat meningkatkan kemampuan baterai dalam menahan arus tinggi sementara dan panas tinggi dalam waktu singkat. Menurunkan resistensi lug dapat mengurangi pembentukan dan akumulasi panas Joule di area ini dan secara signifikan mengurangi dampak panas pada area lemah paket. Peningkatan kekuatan kemasan aluminium-plastik dapat dicapai dengan mengoptimalkan parameter dalam proses pembuatan baterai, sehingga secara signifikan mengurangi terjadinya keretakan kering, kebakaran, dan ledakan.
Waktu posting: 13 April-2023