不同挤压载荷下方形锂离子电池的力学响应特性研究

摘要

为实现动力电池在机械载荷下安全防护设计的要求，对不同挤压载荷下方形锂离子电池的力学响应特性进行了研究。首先，对方形锂离子电池进行平面压缩和局部压痕试验，给出了电池的挤压力学响应和内部结构的失效机制；其次，建立方形锂离子电池的有限元模型，研究了不同挤压载荷下电池的力-位移曲线，讨论了不同挤压形式对锂离子电池力学响应的影响。研究结果表明：有限元分析结果与试验结果基本吻合，平面压缩将导致电池内部出现拉伸引起的面内断裂模式，而局部压痕将导致剪切引起的层间断裂模式；锂离子电池在不同挤压载荷下的力学响应受压头尺寸的影响，随着压头尺寸的减小，电池承受的载荷和失效位移会有不同程度减小。

关键词

方形锂离子电池 / 挤压载荷 / 力学响应 / 失效机理

基金资助

河北省自然科学基金项目(No.A2020502005); 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(No.2020MS113)