方形NCM 43Ah电芯大面不同位置的挤压测试 / 开普饭

这个测试是由宁波工程学院做的，是一个很有趣的试验，它对电芯大面进行了区域分割，分别对每个区域进行挤压测试，然后观察电芯的热失控情况，总体来看，靠近电芯正极的区域是最为薄弱的，风险最高。

测试所用电芯为VDA PHEV2型电芯，比能为191.4Wh/kg，具体的参数信息如下：

电芯的基本构造如下所示：

将电芯的大面分成15份，以及所用的夹具，如下：

对上述区域分别进行挤压，对测试过程中的挤压力、发生短路时的位移和温度进行监测，对比如下。其中，a图为力的对比；b图为短路位移的对比；c图为最高温度的对比。

可以看出：

（1）在位置14短路最快（图b中），因为它的位移最小，大约为5.35mm；

（2）在位置15最容易短路，它所需要施加的力最小，大约为6359牛，而且热失控反应也最为激烈，温度是所有区域测试中最高的，约449.0 °C；

（3）位置3、4、5是相对安全的，测试中的温度最大分别为122.2 °C, 118.9 °C和120.7 °C，说明电芯内的反应较为缓和，而且这些区域所需要施加的力也较大，最小的也要达到24.89 kN。

另一方面，不同区域进行挤压的热失控情况也不同：

（1）产生烟雾，无明火：位置4, 5, 12和14。位置14的测试后的电芯及拆开电芯后的图如下：可以看出，电芯体jellyrol呈碳黑色，有几层被灼烧。

（2）迸射火星，轻微着火：位置1, 2, 3,11和13。位置13的测试后的电芯及拆开电芯后的图如下：可以看出电芯体jellyrol被灼烧的程度有所加大。

（3）剧烈燃烧：位置6,7,9,10和15。位置6测试后的电芯及拆开电芯后的图如下：

由于在测试过程时，电芯的电量已经基本放完（10%SOC），所以如果在满电时，挤压的热失控反应会更剧烈些。整体看下来，靠近正极的区域是风险最高的，与正极相对应的地部区域风险较低。各个区域的热像图对比如下：

有兴趣的可以找个该文献详细了解：DOI: 10.1115/1.4049237。

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