本系列產(chǎn)品是模擬驅動(dòng)部分(電池、超級電容器及電池包)中出現異常事故(電容器模擬測試、電池內部短路、電池碰撞變形等)后造成二次傷害的產(chǎn)品性能模擬仿真測試設備,被廣泛應用于對新能源汽車(chē)、混合電動(dòng)車(chē)、航空、手機通訊、摩托車(chē)、穿戴、數碼相機、五金工具、筆記本、移動(dòng)基站、礦燈等產(chǎn)品、零部件材料進(jìn)行整體或單體的電容器或電池擠壓變形、穿刺模擬仿真試驗。
湖北蘇信新能源技術(shù)公司推出新一代全自動(dòng)鋰電池擠壓針刺設備,替代了過(guò)去氣動(dòng)速度、壓力、位移等無(wú)法獨立控制的擠壓針刺試驗機.新一代智能化全程監控數據采集系統、高精度進(jìn)口控制系統,高壓力大型伺服裝置和全自動(dòng)防爆系統,更嚴謹地設計了液晶顯示可遠程操作、監控,大大避免了因電池容量高、爆炸威力大、人身安全無(wú)保障、數據采集不全等原因造成試驗失敗,實(shí)驗數據不準確,試驗結果可疑性、說(shuō)服性差、設備功能兼容性差等弊端。設備采用日本三菱PLC電腦監控系統全自動(dòng)編程控制方式,不但實(shí)時(shí)采集樣品數據狀態(tài),而且通過(guò)在線(xiàn)設置調試、觀(guān)測、采集錄制實(shí)時(shí)現場(chǎng)(易調、易設置).在工作室內,采用防爆箱多方位視頻與實(shí)驗數據采集同步,增加了測試數據的說(shuō)服性、真實(shí)性,改善了昔日調試位移不準確、數據不同步、無(wú)速度數據、壓力及樣品測試前后電壓、變形等狀態(tài),同時(shí)提高了客戶(hù)滿(mǎn)意度.全自動(dòng)電池擠壓針刺試驗機自帶數據采集監控部分的設計,準確地、真實(shí)地了解試驗現場(chǎng)、真實(shí)地反應產(chǎn)品性能是否存在潛在隱患等。
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蘇信新能源為了保證鋰離子電池的安全性，蘇瑞萬(wàn)信引入了眾多的考驗鋰離子電池安全性的測試方法，例如針刺、擠壓、短路和過(guò)充、過(guò)放等，用以模擬鋰離子電池在實(shí)際使用過(guò)程中可能面臨的機械、電濫用的情況。關(guān)于這些安全測試的研究報道很多，但是關(guān)注鋰離子電池在這些測試中電池結構變化的研究卻很少，這主要是因為在引起鋰離子電池內短路的安全測試中，往往會(huì )引發(fā)熱失控，導致短路點(diǎn)局部的電極、隔膜等發(fā)生融化，破壞短路瞬間的電池結構。即便是沒(méi)有發(fā)生熱失控，在擠壓等外力釋放后，電芯也會(huì )發(fā)生回彈，破壞短路時(shí)電芯的結構特點(diǎn)，這導致了對鋰離子電池在安全測試過(guò)程中的結構研究比較困難。
蘇信電池擠壓針刺機實(shí)驗過(guò)程，電池產(chǎn)熱和電壓突變用以標志鋰離子電池內短路的發(fā)生，然后上下擠壓頭會(huì )回到初始位置，實(shí)驗顯示電池在厚度方向上的形變至少要達到60%以上內短路才會(huì )發(fā)生。短路后的電池被從中間位置切開(kāi)，用光學(xué)顯微鏡觀(guān)察橫截面的結構。
1）集流體撕裂：短路處的集流體不連續，表面在擠壓的過(guò)程中發(fā)生了集流體的撕裂和斷裂。
2）多層集流體斷裂：在剪切力的作用上電芯發(fā)生了多層集流體的斷裂，并呈現出角度為45度左右的斷裂線(xiàn)。
3）電極層紐結：多層電極之間相互紐結。
4）局部熔化（圖e）
電池擠壓針刺試驗機測試結論請參考如下，對于分析有一定的幫助！
1）初期對電芯均勻的擠壓：電極變形主要取決于每層電極的柔順程度，電極位移非常均勻，主要取決于擠壓球的形狀和電芯的各向異性。
2）失效：隨著(zhù)壓力的不斷增大，最終超過(guò)電芯的強度，引起局部失效。局部失效的模式目前還不清楚，一種可能的因素是電芯的剪切強度低，因此在剪切力的作用下電芯被破壞，并將集流體撕裂。
3）材料的滑移和內部重組：在電芯失效線(xiàn)附近的電極材料可能會(huì )沿著(zhù)失效線(xiàn)滑移，并進(jìn)入到失效線(xiàn)內部，從而釋放部分壓力。
4）隔膜失效：由于電芯變形對隔膜形成的拉伸和扭轉，最終使的隔膜達到失效點(diǎn)，導致短路的發(fā)生。
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