近年來,鋰離子電池由于具有高能量密度、長循環(huán)壽命等優(yōu)點,被廣泛應用在便攜式產品、備用電源和電動汽車等領域。然而,在長期使用及儲存過程中,鋰離子電池將不可避免地受到擠壓、穿刺、溫度沖擊、過充、短路等損傷,這會引起鋰離子電池燃燒甚至爆炸。因此,為提升鋰離子電池的安全性,本文圍繞鋰離子電池受到的典型機械損傷與熱損傷,通過電容傳感器和壓電/熱釋電傳感器的開發(fā),實現了對鋰離子電池多種損傷信號的實時監(jiān)測與定位,進一步通過阻燃聚碳酸酯薄膜的開發(fā)來提升鋰離子電池的阻燃性能,具體研究內容如下:（1）針對鋰離子電池的準靜態(tài)損傷,本文設計了基于聚偏氟乙烯-三氟乙烯（PVDF-TrFE）薄膜的可視化電容傳感器,通過對PVDF-TrFE薄膜的性能優(yōu)化和可視化電容傳感器的響應能力優(yōu)化,實現了對壓痕、孔洞、劃痕及電池鼓包等準靜態(tài)損傷信號的實時監(jiān)測與定位。在PVDF-TrFE薄膜的性能優(yōu)化方面,通過刮涂法和真空干燥法,制備了表面平整度較高的PVDF-TrFE薄膜,然后通過原位極化技術,顯著提升了薄膜的壓電性能,在7 kV的極化電壓下使其壓電常數d₃₃值達到了27.7±0.7 pC/N。在可視化電... 

【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：95 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

鋰電池引發(fā)的安全事故

電子科技大學碩士學位論文14然后用自主研發(fā)的等離子體原位極化設備進行極化。表2-2實驗所需主要儀器儀器規(guī)格廠家超純水系統(tǒng)ACD-0501-U頤洋企業(yè)發(fā)展有限公司超聲波清洗機PS-40A潔康超聲波設備有限公司電子天平ATY124SHIMADZU電磁加熱攪拌器08-02梅穎浦儀器儀表有限公司等離子體清洗機SmartPlasma10德國歐倍爾儀器數控涂膜機BEVS1818盛華實業(yè)有限公司真空干燥箱DZF-6020型上海博迅實業(yè)有限公司鼓風烘箱DHG-9036A上海精宏實驗設備有限公司原位極化設備//磁控濺射系統(tǒng)JGP-560C沈陽科學儀器股份有限公司臺階儀ContourGT-K1VECCOX射線衍射儀D/Max2500VB2t/PCRigaku差示掃描量熱儀DSC3Mettler-Toledo準靜態(tài)壓電測量儀YE2730AWXSHIAO2.2.2可視化電容傳感器的設計可視化電容傳感器由薄膜晶體管基板和PVDF-TrFE薄膜組成，其結構示意圖如圖2-1所示。圖2-1可視化電容傳感器的結構示意圖軟包電池PVDF-TrFE薄膜薄膜晶體管可視化電容傳感器

第二章用于準靜態(tài)損傷探測的可視化電容傳感器的制備與性能研究15該傳感器的設計思路是：將PVDF-TrFE薄膜視為一個平板電容器，薄膜受力時會發(fā)生形變，形變會導致平板電容器的間距d發(fā)生變化，從而導致其電容發(fā)生變化；然后通過電路對平板電容器進行恒壓充電，將電容的變化轉變?yōu)殡娏鞯淖兓�，通過外電路采集這些電流的變化，將不同的電流大小映射到不同的灰度色階，再結合薄膜晶體管的可視化輸出能力，來達到將形變情況轉化為圖形信號的目的，最終可以準確顯示出電池損傷的形貌和產生位置。2.2.3PVDF-TrFE薄膜的制備與極化制備傳感器的前提是制備高質量的薄膜，制備PVDF-TrFE薄膜的流程分為配液、溶解、成膜、干燥、退火和極化，如圖2-2所示。圖2-2PVDF-TrFE薄膜制備流程圖第一步，配液和溶解：將配液所需的玻璃儀器，錐形瓶、試管和量筒用去離子水清洗，然后超聲清洗30min，稱量7.05g的PVDF-TrFE粉末加入錐形瓶，量取50ml丁酮倒入錐形瓶，緩慢攪拌5h至溶解形成較粘稠溶液，將溶液抽真空以去除氣泡。第二步，刮涂：準備一片玻璃基板，用膠帶將其四邊固定在光滑玻璃上，將溶解刮涂極化退火干燥配液

【參考文獻】：
期刊論文
[1]超聲技術在鋰離子電池表征中的應用[J]. 鄧哲,黃震宇,劉磊,黃云輝,沈越.  儲能科學與技術. 2019(06)



本文編號：3220410