挤压/冲击工况下圆柱形锂离子电池失效的影响因素分析

作     者：顾丽蓉 王敬德 张新春 黄子轩 齐文睿 张英杰 GU Lirong;WANG Jingde;ZHANG Xinchun;HUANG Zixuan;QI Wenrui;ZHANG Yingjie

作者机构：华北电力大学机械工程系河北保定071003 河北电力工程监理有限公司河北石家庄050081 

基　　金：河北省自然科学基金(A2020502005) 保定市基础研究专项(2372P018) 河北省电力工程监理有限公司项目(SGTYHT/21-JS-223) 

出 版 物：《高压物理学报》 (Chinese Journal of High Pressure Physics)

年 卷 期：2024年第38卷第4期

页      码：154-163页

摘      要：锂离子电池在受到挤压、冲击载荷时会发生内部短路而引发热失控,因此,研究电池失效影响因素对电池结构耐撞性设计具有重要意义。以圆柱形锂离子电池为研究对象,利用自制的平面压缩和局部压痕实验系统,研究不同挤压/冲击工况下锂离子电池的力-电-热响应,并与有限元模拟结果进行对比分析,结果表明,实验与有限元模拟结果具有较好的一致性。基于显式非线性有限元方法,研究了加载速度、压头形状和压头直径对锂离子电池失效行为和力学响应的影响。研究表明:局部压痕相较于平面压缩更容易导致锂离子电池失效;随着压头直径的减小,电池的峰值力显著降低,失效位移相应减小;失效位移随着冲击速度的增加而增大,但当冲击速度超过15 m/s时,失效位移开始减小。研究结果将对锂离子电池的耐撞性多目标优化设计和安全性评估提供一定的指导。

主 题 词：锂离子电池 失效机理 力学响应 冲击 有限元模拟 

学科分类：0808[工学-自动化类] 08[工学] 080102[080102] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.11858/gywlxb.20240708

馆 藏 号：203126124...