فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

پژوهش حاضر با هدف ارزیابی تجربی رفتار ایمنی و مکانیزم شکست سلول‌های باتری لیتیوم-یون استوانه‌ای ۱۸۶۵۰ تحت بارگذاری ضربه دینامیکی انجام شده است. بدین منظور، با توسعه یک بستر آزمون ضربه پنوماتیک منطبق بر استاندارد SAE J2464، اثر همزمان پارامترهای دمای اولیه (۲۵، ۰ و ۲۵- درجه سلسیوس)، وضعیت شارژ (۱۰% و ۱۰۰%) و وضعیت سلامت (سلول نو و پیرسازی شده طی ۴۰۰ چرخه) مورد سنجش قرار گرفت. نتایج تجربی حاصل از پردازش تصاویر سرعت بالا و داده‌های حرارتی نشان داد که در دمای محیط، برخورد با سرعت بحرانی ۹.۲۳ متر بر ثانیه در نمونه‌های با شارژ کامل، منجر به گسیختگی آنی جداکننده و وقوع اتصال کوتاه داخلی گسترده می‌شود. در این شرایط، ولتاژ سلول در کمتر از ۲۹۰ میلی‌ثانیه به صفر رسید و فرار حرارتی انفجاری با نرخ افزایش دمای شدید تا ۶۶۲ درجه سلسیوس به وقوع پیوست. در مقابل، مهم‌ترین یافته پژوهش حاکی از افزایش قابل‌توجه مقاومت مکانیکی سلول در دماهای برودتی است؛ به‌طوری‌که در دمای ۲۵- درجه سلسیوس، حتی در سرعت‌های برخورد بالا، هیچ‌گونه نفوذ و واکنش گرمازایی ثبت نشد. تحلیل‌های تکمیلی نشان می‌دهد که انجماد جزئی و افزایش ویسکوزیته الکترولیت در دمای پایین، با ایجاد یک تکیه‌گاه داخلی و رفتار شبه‌جامد، مانع از تمرکز تنش موضعی و پارگی جداکننده می‌شود.