1）電極材料特性，比如在大電流下工作有可能出現(xiàn)鋰枝晶，從而刺破隔膜導(dǎo)致短路破壞；

2）電解液為有機(jī)液體，在高溫下發(fā)生副反應(yīng)、氧化分解、產(chǎn)生氣體、發(fā)生燃燒的傾向都會加??；

3）電池質(zhì)量參差不齊，尤其是小廠家的電池安全性能不達(dá)標(biāo)；

4）電池管理系統(tǒng)不合格，造成電池的過充放，導(dǎo)致危險的發(fā)生。

而如果采用了全固態(tài)電池技術(shù)，以上的1和2兩點(diǎn)問題就可以直接得到解決，而且所得的電池的最高工作溫度可以從現(xiàn)在的40度提升到更高，這樣就可以使電池的適應(yīng)工作溫度區(qū)間更寬，應(yīng)用范圍也會更廣。隨著鋰離子電池在新能源汽車上的大規(guī)模應(yīng)用，人們開始對鋰離子電池的安全性給予了越來越多的關(guān)注，特別是特斯拉最近爆出的多起電動汽車起火事件，更讓人們對于動力電池的安全性多了一份憂慮。為了保證鋰離子電池的安全性，出廠前都要進(jìn)行一系列的安全測試，包括擠壓、針刺和短路等實驗，其中擠壓實驗主要是模擬電動汽車在發(fā)生事故時動力電池發(fā)生形變后的安全性，對于動力電池的安全性具有重要的參考意義。影響擠壓實驗的結(jié)果的因素很多，例如擠壓速度、擠壓的位置等都會影響最終的測試結(jié)果，近日美國麻省理工學(xué)院的Brandy Dixon等對擠壓實驗影響測試結(jié)果的因素進(jìn)行了評估和測試，測試結(jié)果表明某些因素，例如是否有電解液，擠壓測試的速度等會對測試結(jié)果產(chǎn)生顯著的影響，但是有些因素，例如擠壓測試選擇的位置，就對測試結(jié)果幾乎沒有影響。

 

 

 

實驗中采用了軟包鋰離子電池，容量為52Ah，正極材料為NCA體系，電池在兩種狀態(tài)下進(jìn)行測試，一種是沒有電解液的干燥狀態(tài)，一種是有電解液，并放電到0%SoC的狀態(tài)。

 

1.電解液對于擠壓測試結(jié)果的影響

 

通常為了便于分析擠壓測試對鋰離子電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響，我們會采用沒有注入電解液的干電池，或者將電解液蒸干后進(jìn)行擠壓測試，但是很少有研究分析電解液對于擠壓測試結(jié)果的影響。Brandy Dixon采用沒有電解液的干燥電池和放空電后的普通電池進(jìn)行了圓形平面擠壓測試和半球形擠壓測試，圓形平面擠壓測試表明沒有電解液的干電池在測試中會產(chǎn)生一個更大的力反饋（如下圖藍(lán)色曲線所示），干燥電池在變形量達(dá)到4mm時產(chǎn)生的力反饋為167kN，而有電解液的普通電池僅為150kN。

 

 

 

在半球形擠壓測試中也發(fā)現(xiàn)了同樣的規(guī)律，干電池產(chǎn)生的最大作用力達(dá)到7.7kN（變形量達(dá)到4mm后失效），而有電解液的普通電池最大作用力僅為5.2kN（變形量為3mm后失效），這項測試表明電池中的電解液實際上會對鋰離子電池擠壓測試結(jié)果產(chǎn)生顯著的影響，聚合物隔膜在經(jīng)過電解液浸泡后會發(fā)生軟化，因此會比干燥狀態(tài)下更早的失效。從Brandy Dixon的測試結(jié)果來看采用干燥電池得到的擠壓測試結(jié)果會比電池的實際狀態(tài)更大一些，因此干燥電池的擠壓實驗測試得到的結(jié)果并不能完全代表鋰離子電池的實際使用情況。