你会学到什么：
- 聚合物电流收集器如何防止锂离子18650细胞中的热失控？
- “Operando”（Live）高速X射线放射造影提供了对钉渗透滥用实验的评估。
- 验尸3D X射线CT呈现滥用后细胞的视觉分析。
- 聚合物电流收集器短路隔离机理的说明。
对更安全的锂离子电池的任务继续进行高级研究，特别是关于热失控的前景的担忧，大多数隔热术例跟踪到内部短路。这种短的产生可以越来越多的热量，可以触发相邻电池和火花火灾的失败。电池内的温度已被证明仅在几秒钟内高达800°C和更高。
为了进一步了解探测，然后设计并验证解决方案，研究人员国家可再生能源实验室（NREL）与全球团队合作，包括美国宇航局，伦敦大学学院，牛津，伦敦国家物理实验室的法拉第机构以及法国的欧洲同步。
它们的方法涉及用于电流往返负极和正末端的这些电池中的集电器的材料取代。该结构和电气元件通常由铝或铜制成。相反，研究人员使用了聚合物集电体（PCC），该聚合物集电体（PCC），其是金属之间的内层塑料的集电器（图。1）。PCC由典科电池创新集团和定制的18650电池（直径为18毫米，高65毫米，广泛使用，行业标准尺寸）库仑计。
研究人员启动了一种受控和仪器的失败，驱动指甲进入细胞以触发短路（这些不是硬件商店指甲：每个都有一个嵌入式k热电偶）。钉子渗透到9毫米的深度，一个需要在1.1到1.6秒之间的事件（图2）。
当然，“在Outmando”（现场观察）电池测试的问题是两倍：您必须以受控方式启动故障，然后捕获故障引起的非常高速事件。NREL项目使用每秒2,000帧（FPS）的高速X射线成像以及失败后分析，包括额外的CT扫描和扫描 - 电子显微镜（SEM）成像。
他们得出结论，他们对PCC的使用是成功的。对多电池的重复实验证明，在各种情况下，在正电极中添加PCC足以防止热失控。具体的失控预防机制和相关的抗冲突是，随着温度的增加，PCC缩短，以将钉与负端子隔离，从而关闭短路。
由于这是一个NREL项目，测试安排复杂和先进。通过其最近开发的量热计和钉子渗透细胞室捕获温度升高和时间，正式称为分数热失控量热计（FTRC）（图3和参考文献1和2）。
此外，关联的文档是彻底的，从他们的论文开始“使用聚合物 - 基质集电器预防锂离子电池热失控“在期刊上发表细胞报告物理科学。其他可用资源，包括其高速视频，也在以下参考文献中引用。
附注：除了这个项目及其文件外，nrel刚刚发布了它电池故障数据库，在锂离子电池上进行数百个滥用测试（指甲渗透，热滥用，内部短路）产生的数据编译。This comprehensive databank provides information on how much heat a battery generates during thermal runaway, as well as hundreds of high-speed radiography videos of internal failure mechanisms—all of which you’d rather have someone else do rather than even try to investigate on your own.
参考
1。电子设计，“量热点故意将锂离子细胞刻录到热失控和爆炸中“
2. NASA，“提高小型热失控量热量测量仪的电池安全性“（出色的PowerPoint演示文稿）;然后单击“查看文档”按钮
3.细胞报告物理科学，“使用聚合物 - 基质集电器预防锂离子电池热失控“
4.细胞报告物理科学，“补充信息“
5. NREL，“视频S1：高速（2000 FPS）X射线射线照相的细胞经历的指甲渗透，观察热失控“
6. NREL，“视频S2：高速（2000 FPS）X射线放射线照相的细胞缺乏渗透性，防止了热失控“
7. NREL，电池故障数据库
