Приложение В (справочное). Объяснение испытания на внутреннее короткое замыкание

Приложение В
(справочное)

Объяснение испытания на внутреннее короткое замыкание

В.1 Общие положения

Испытания на внутреннее короткое замыкание в настоящем стандарте проверяет поведение аккумуляторов в некоторых специфических случаях внутреннего короткого замыкания. Испытание по 6.4.4.2, перечисление а), демонстрирует способность аккумуляторов выдерживать присутствие проводящих частиц в аккумуляторе без воспламенения или взрыва. Оно представляет собой демонстрацию по снижению рисков, связанных с этим определенным случаем. Альтернативные испытания на внутреннее короткое замыкание в 6.4.4.2, перечисление b), демонстрирует способность аккумуляторов противостоять внутреннему короткому замыканию ограниченного объема.

Однако ни одно из испытаний на внутреннее короткое замыкание не может гарантировать, что вероятность теплового разгона в аккумуляторе сводится к нулю. Соответственно, риск, связанный с тепловым разгоном одного аккумулятора должен быть уменьшен при масштабировании до полной системы (блок, модуль, сборка батарей или ТС). Крайне важно отметить, что функции по обеспечению максимального снижения риска неизбежно разделяются между различными уровнями структуры: от аккумулятора до ТС, чтобы обеспечить безопасное использование литий-ионной технологии в ТС.

В.2 Внутреннее короткое замыкание, вызванное загрязнением частицами

Внутреннее короткое замыкание аккумулятора может иметь различные причины - от процесса производства до использования в автомобиле. Различные испытания на безопасность в настоящем стандарте предназначены для проверки базовой безопасности аккумулятора от явлений короткого замыкания (см. таблицу В.1).

Испытания на внутренние короткие замыкания в 6.4.4 специально предназначены для имитации загрязнения электропроводящими частицами в аккумуляторах, что потенциально возникает во время производственного процесса. Вопрос загрязнения проводящими частицами является особенно острым, поскольку случаи пожаров портативных литий-ионных батарей на рынке отчасти объясняются именно этой причиной.

Таблица В.1 - Примеры внутреннего короткого замыкания аккумулятора

Режим	Причины	Контрмеры	Испытание
Чрезмерное состояние окружающей среды	Аномальная температура	Обозначьте рабочие условия	6.3.1 Устойчивость к воздействию высокой температуры
	Чрезмерная вибрация		6.2.1 Вибрация
	Чрезмерный удар (падение или удар)		6.2.2 Механические удары
	Раздавливание аккумулятора		6.2.3 Раздавливание
Дендрит	Ненадлежащие условия заряда (низкая температура или большой ток)	Обозначьте рабочую область	-а
	Перезаряд		6.4.2 Перезаряд
	Переразряд		6.4.3 Принудительный разряд
	Неправильное соотношение положительного/отрицательного материалов		-а
Процесс производства	Загрязнения токопроводящими частицами	Контроль процесса	6.4.4 Внутреннее короткое замыкание
	Заусенцы или незакрепленные металлические части		-а
	Разрыв сепаратора		-а
а Испытание на внутреннее короткое замыкание в 6.4.4 также может закрыть вопрос с внутренним коротким замыканием, вызванным этими причинами, из-за меньших или аналогичных площадей короткого замыкания.

Испытание в 6.4.4.2, перечисление а), относится к испытаниям с принудительным внутренним коротким замыканием (FISC), как указано в ГОСТ Р МЭК 62619. Подробная методика проведения испытания FISC также определена в ГОСТ Р МЭК 62133 и [4]. Испытание FISC проводится с испытуемым аккумулятором, в котором частица никеля вставляется в целях моделирования наихудшего случая условия внутреннего короткого замыкания. Установленный размер частицы никеля представляет наиболее крупное загрязнение, потенциально содержащееся в аккумуляторе, и вызывает выделение максимального тепла между электродами. Загрязняющая частица вызывает внутреннее короткое замыкание между положительным электродом и отрицательным электродом в одном слое, которое можно воспроизвести на момент публикации только с помощью испытания FISC. Подтверждено, что термические, химические и электрические условия обработанных испытуемых аккумуляторов аналогичны необработанным аккумуляторам и не имеют никакого влияния на результат испытания.

Примечания

1 Тепловое состояние обработанных испытуемых аккумуляторов эквивалентно или более тяжелое по сравнению с необработанными аккумуляторами из-за низкой теплопроводности полиэтиленового мешка, используемого для испытуемого аккумулятора. Надавливаемое установочное приспособление изготовлено из акриловой смолы и нитрильного каучука имеет низкую теплопроводность, и не влияет на тепловыделение из испытуемого аккумулятора и скорость генерации тепла в области короткого замыкания.

2 Испарение электролита при подготовке испытуемого аккумулятора почти полностью предотвращено в соответствии с установленной методикой испытания, так что нет никакого влияния на результаты испытания. Обработанный аккумулятор имеет почти такие же рабочие характеристики, как и необработанный как по емкости, так и по сопротивлению.