對于鋰離子電池安全試驗而言，針刺實驗往往是zui令人頭疼的，整個電池的能量都會通過這個短路點在短時間內(nèi)釋放，會導(dǎo)致短路點的溫度在短時間內(nèi)急劇上升，繼而引發(fā)連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致熱失控。

由于鋰離子電池的密封結(jié)構(gòu)，我們以往對于鋰離子電池的針刺實驗過程的研究往往只能停留在電池何時冒煙、何時起火和爆炸等外部觀測結(jié)果，對于針刺過程中鋰離子電池內(nèi)部反應(yīng)過程往往只能通過推斷，因此據(jù)此提出的改進策略大多數(shù)是建立在“合理的假設(shè)”的基礎(chǔ)上。

近日日本早稻田大學(xué)的TokihikoYokoshima等人設(shè)計了一種能夠直接觀測針刺過程中鋰離子電池內(nèi)部反應(yīng)的方法，實現(xiàn)了實時觀測針刺實驗中鋰離子電池內(nèi)部極片結(jié)構(gòu)變化、內(nèi)部產(chǎn)氣等過程，進而更好的指導(dǎo)我們進行鋰離子電池安全設(shè)計。

為了便于分析短路過程對于鋰離子電池的影響，Tokihiko Yokoshima將鋰離子電池等效為下圖所示的結(jié)構(gòu)，每一對正負極組成一個電池單元，多個電池單元并聯(lián)在一起成為單體電池，針刺實驗會導(dǎo)致這些電池單元發(fā)生短路，而短路的電池單元的數(shù)量與針刺穿過的電池極片數(shù)量有關(guān)。

當只有兩片電極發(fā)生短路時，不僅該電池單元會發(fā)生短路，更為嚴重的是與之并聯(lián)的其他電池單元也會通過該短路點發(fā)生短路，也就是說整個電池的電量都會經(jīng)過該短路點，產(chǎn)生大量的熱量。

從鋰離子電池的這一結(jié)構(gòu)特點我們不難看出，電池容量越大，短路點越小則產(chǎn)生的后果越嚴重，也就是說在針刺實驗采用的針直徑越小、針刺速度越慢則熱失控的風(fēng)險也就越大。