磷酸铁锂电池在机械滥用下的大小依赖失效行为
材料科学
2023-07-06 v2
摘要
在机械滥用条件下，锂离子电池的失效发生在多个阶段，其特征为不同的力、温度和电压响应，这需要原位测量以进行分析。首先，将四种尺寸的商用磷酸铁锂电池(LFPB)即 18650、22650、26650 和 32650 进行准静态横向、纵向压缩和针刺测试。由首次内部短路(ISC)起始时的电压下降和温度升高表征的失效，分别通过基于 Arduino 的电压传感器模块和温度测量模块识别。发现电池失效载荷和 ISC 起始时的峰值温度强烈依赖于电池尺寸。不同于纵向压缩和针刺测试，在横向压缩中观察到小尺寸 18650 电池的失效被延迟。在短路起始时，高于环境温度的温度升高对不同 LFPB 有所不同。在所考虑的几何形状中，纵向压缩下 LFPB 32650 的温度升高最大(64.4 摄氏度)，横向压缩下最小(29.5 摄氏度)。此外，LFPB 26650 在所考虑的滥用条件下表现出均衡的热行为。此类数据可被及时感知，用于锂离子电池的有效热管理和安全性提升。
引用
@article{arxiv.2206.11732,
title = {Size-dependent Failure Behavior of Lithium-Iron Phosphate Battery under Mechanical Abuse},
author = {Vishesh Shukla and Ashutosh Mishra and Jagadeesh Sure and Subrata Ghosh and R. P. Tewari},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.11732},
year = {2023}
}
备注
15 pages, 6 Figures, 2 table