电池尺寸和短路电阻大小有影响吗？
来源：宝鄂实业
2019-05-06 08:45
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1.短路点的焦耳热
以铝箔和负极LiC6和C6接触能量最大，极易起火和爆炸；正负极铜铝箔接触或者活性物质的接触几乎不会造成起火爆炸。
2.电池放电的热
热量以正负极铜铝箔的直接接触最大，铝箔和负极粉料接触最小
3.短路电阻大于5Ω的情况下不会出现热失控
20Ah叠片电池不同情况下的短路研究
锂电池安全问题研究：内短路模型
第一种情况：铝铜集流体之间的短路
短路区域的面积：1mm*1mm
短路电阻10mΩ，短路电流300A，≈15C倍率
可能的存在的短路因素：金属异物刺穿隔膜和电极，负极极片位移铜铝箔接触
锂电池安全问题研究：内短路模型
锂电池安全问题研究：内短路模型
1.短路点产生的焦耳热集中在一点上释放，能够观察到局部温升
2.铝极耳的温度接近其熔点(大约600℃)
3.短路之后10s时，电池表面温升在200-300℃，短路点局部达到了700-800℃
第二种情况：正负极材料之间的短路
短路面积：1mm*1mm
短路电阻~ 20 Ω
短路电流~ 0.16 A (< 0.01 C-rate)
可能存在的短路因素：隔膜穿孔，隔膜在电化学条件下损耗
锂电池安全问题研究：内短路模型
图7 短路点附近的电流密度和电势分布
从上图8我们可以看出：正极电位降低，电子几乎通过集流体传导，短路电流穿过了活性物质涂层。
锂电池安全问题研究：内短路模型
图8 正负极活性材料短路后温度的分布
锂电池安全问题研究：内短路模型
这种条件下的短路的热特性很难在电池外表面看到，异物刺穿隔膜正负极材料短路后很可能不会立即发生热失控。下面有个实验可以证明：
锂电池安全问题研究：内短路模型
锂电池安全问题研究：内短路模型
由上面实验可以看出，隔膜刺穿对短路区域的影响，隔膜孔会逐渐变大，短路电流变大。另外也可以看出不同种类的隔膜对防止电池热失控影响也很大。
那么除了使用耐高温陶瓷隔膜或者结构更坚固的隔膜之外还有没其他方法该防止这种是失效模式呢？
锂电池安全问题研究：内短路模型
上图11所示提供了一个方法：降低短路电阻Rs，可以通过负极镀Li实现，随着镀层的厚度增加，短路内阻越来越小。
