工业CT技术动力电池单体安全性试验后内部结构分析

 　　通过计算机断层扫描(工业CT)技术，针对当前锂离子动力电池行业所密切关注的电池寿命问题和安全问题，对锂离子动力电池单体的各项内部结构特征进行了分析。在电池老化程度方面，详细对比了经过不同周期循环后的电池整体内部结构的演变;在电池安全隐患方面，针对电极断裂、电极褶皱、极片对齐度和内部异物等问题在计算机断层扫描图像中的特征进行了分析，并对经过安全性试验后的电池内部结构进行了分析。

　　工业CT断层扫描技术动力电池单体安全性试验后内部结构分析

　　1 电安全试验

　　图9是某款18650电池进行过放电测试前后的工业CT图像。图9(a)是未经过过放电的空电电池横截面和纵截面图像，可以观察到电池内部呈现规整的正负极卷绕结构。图9(b)是该电池经过1C过放电至150%DOD，并经过1次充-放电至空电。通过CT图像可以观察到，电池的整体卷绕结构保持较为完整，但可以看到出现细小的毛刺，这是电池在过放电过程中正极发生铜溶出现象导致的。此外，通过测量正负极的厚度，发现在经历过放电后，正极厚度从102.7μm增加到182.1μm，负极厚度从175.2μm增加到 198.6μm，表明电极在过放电过程中发生了增厚现象。

　　图9 动力电池过放电安全性试验前后工业CT检测

　　2 机械安全试验

　　图10(a)是某款18650电池进行针刺测试后的CT图像。可以明显地观察到针刺对电池内部结构造成了严重的影响，穿刺孔清晰可见，电池内部整体结构呈现云雾状，这是由于针刺过程电池发生热失控产生高温和燃烧导致的。图10(b)是针刺后电池的横截面图像，可以看到由于针刺经过电池内部，产生的作用力对电池内部的整体结构都造成了形变。

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