當電池充放電時，電池內(nèi)部會持續(xù)升溫，活化過程中會所產(chǎn)生的氣體膨脹，致使電池體積變大，且當內(nèi)部壓力達到一定程度時，如外殼有傷痕，即會破裂，引起膨脹、漏液、起火，甚至爆炸。
尤其是近年來新能源汽車的迅猛發(fā)展，電池安全問題，電池續(xù)航問題，電池壽命充放電次數(shù)等等，都倍受人們關(guān)注。膨脹力的出現(xiàn)，會給電芯和模組均會帶來危害。.對于電芯，其內(nèi)部壓力變大，電芯的性能和壽命會衰減；對于模組，如果膨脹力應(yīng)對不當，會造成模組尺寸超差，甚至破壞結(jié)構(gòu)框。因此研究電池充放電膨脹力變化，對電池及系統(tǒng)的優(yōu)化具有重要意義，目前不少企業(yè)已經(jīng)開始研發(fā)測試電池膨脹力的設(shè)備。
實驗準備：
1， 自制的工裝夾具（與實驗電池模組相配套，預(yù)留安裝孔與電池充放電的孔）。
2， 被測試電池模組（水平放置工裝夾具中部位置，以鋁制定位柱進行定位固定）
3， 測力傳感器FC系列（選用較大量程傳感器，最大量程為25KN，測量電池膨脹力變化）
4， 放大器，信號采集卡（將傳感器感受到的膨脹力以數(shù)據(jù)形式放大處理，最終傳輸?shù)綌?shù)顯儀表或電腦軟件，以數(shù)據(jù)形式形象具體的反饋給研究人員。
研究電池膨脹力與充放電循環(huán)次數(shù)關(guān)系
通過實驗將循環(huán)過程中的膨脹力進行匯總分析，發(fā)現(xiàn)在不同SOC的變化規(guī)律略有不同: 將 0%SOC 的膨脹力定義為 F0，30%SOC的膨脹力定義為F30，以此類推，30%SOC是膨脹力的第一個峰值，*SOC是膨脹力又達到一個峰值。隨循環(huán)次數(shù)的增加，其膨脹力越來越大，循環(huán)次數(shù)為1500時膨脹力能達到將近16KN。
研究膨脹力與電池容量關(guān)系
實驗數(shù)據(jù)表明把握好間隙和預(yù)緊力的相對關(guān)系：如果電芯被壓的太緊（模組殼體剛度太大），將會使隔膜也一并受到擠壓，這種情況可能會加速電芯容量的衰減，反之，如果電芯間間隙太大，一方面會造成空間體積的浪費，同時也會造成電芯厚度增加，從而增加電芯正負極之間的距離。根據(jù)大量實驗數(shù)據(jù)建議在最大20kN膨脹力條件下，電芯自身的伸長度與電芯間的gap之和介于0.5mm到2mm。
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