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冲击质量对方形锂离子电池在冲击载荷下动态力学响应和失效模式的影响
1
作者 王涛 孟康培 +3 位作者 刘跃专 袁泉 黄浩 陈晓平 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第2期47-62,共16页
电动汽车在运行过程中容易发生碰撞事故,动力锂离子电池不可避免会受到冲击作用,导致电池不同程度的损伤,而损伤程度的判断对电池的安全使用至关重要。基于上述背景,开展了不同冲击质量对方形锂离子电池动态冲击响应和失效行为影响的研... 电动汽车在运行过程中容易发生碰撞事故,动力锂离子电池不可避免会受到冲击作用,导致电池不同程度的损伤,而损伤程度的判断对电池的安全使用至关重要。基于上述背景,开展了不同冲击质量对方形锂离子电池动态冲击响应和失效行为影响的研究。首先,开展了准静态压缩试验,采用6种不同的进给速度对锂离子电池进行了挤压测试。试验结果显示,随着进给速度的递增,锂离子电池达到硬短路失效所需的峰值载荷持续减小。这表明,准静态条件下,锂离子电池的短路失效载荷主要由挤压速度决定。然后,开展了落锤冲击试验,通过调控冲头的质量和冲击速度,系统模拟了锂离子电池可能遭遇的多种冲击工况。研究结果表明,冲击质量和冲击速度是决定锂离子电池动态失效行为的关键因素。在冲击能量恒定的条件下,相较于高速、小质量的冲击条件,低速、大质量的冲头冲击对电芯内部造成的损伤更明显;当冲头质量不变时,提高冲击速度则会提前触发锂离子电池的内短路。 展开更多
关键词 方形锂离子电池 冲击质量 冲击速度 冲击能量 动态失效
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放电状态对锂离子电池在机械滥用条件下力学响应和失效行为的影响
2
作者 朱烨君 娄本杰 +2 位作者 邓先攀 孟康培 陈晓平 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第2期74-84,共11页
为厘清放电状态对锂离子电池动态力学响应和失效模式的影响规律,系统地开展了锂离子电池在不同放电状态下的准静态压缩特性及其安全性的实验分析。通过预设电池至特定的放电电量,并在放电过程中、放电后静置1和24 h的时间节点上实施压... 为厘清放电状态对锂离子电池动态力学响应和失效模式的影响规律,系统地开展了锂离子电池在不同放电状态下的准静态压缩特性及其安全性的实验分析。通过预设电池至特定的放电电量,并在放电过程中、放电后静置1和24 h的时间节点上实施压缩测试,深入探究了电池的力-位移响应特性、最大承载力及安全性表现。实验结果显示,相较于其他状态,放电状态下的电池展现出较低的力-位移曲线,表明其刚度在静置之后相比于放电过程中有所提升。此外,放电状态下的电池展现出显著高于静置后状态的最大承载力,且在放电过程中进行压缩测试更容易使电池发生爆炸,而静置后的电池则表现出显著提升的安全性。借助扫描电子显微镜分析,进一步确认了放电状态下电池内部电极颗粒的破损程度更剧烈,观测到的现象被归因于放电过程中产生的扩散诱导应力,该应力在电池内部累积,加剧了电池在机械压缩下的损伤风险。 展开更多
关键词 放电状态 锂离子电池安全性 压缩测试 力-位移曲线 扩散诱导应力
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