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时间:2019-12-08 21:00:05 作者:大发捕鱼 浏览量:83806

恒丰ag娱乐  2.1.4应变率依赖

  在制造过程中,薄金属箔会经历多次滚压操作,从而在材料中引入一定量的塑性各向异性。有两个概念来量化该属性,第一个是屈服应力在不同方向上的比率,这表明材料强度的各向异性。根据集电体现有拉伸测试结果,在机器方向(MD,0°),垂直方向(TD,90°),和对角方向(DD,45°),屈服应力的差异几乎可以忽略不计(见图3a)。

  其中σij是应力分量,F到N六个校准系数,和σy(εp)描述材料的应变硬化。还有其他各向异性屈服函数可用于集电器的建模,如YLD系列。

  1介绍:多尺度下LIBs力学性能的研究

  阴极集电极由铝箔制成,其两侧由活性材料和粘合剂涂覆。同样,阳极由涂有石墨(或硅)颗粒的铜箔构成。所有组件浸入电解质中,并用铝塑膜或钢壳包裹。不同电池制造商,各部件的化学成分和材料可能会有所不同,但这种可重复部件的基本结构几乎完全相同。图2(b)- (c)显示了NMC(镍 - 锰 - 钴)阴极,石墨阳极和微孔聚丙烯隔膜的商用锂离子电池组件的交叉部分。表格1定性描述每个部件的机械特性。在本节的其余部分中,将详细介绍所有组件的机械特性。

,见下图

  术语“形状因子”区分软包电芯,方形电芯,椭圆形电芯和圆柱形电芯。软包电池的尺寸可以从手机中的小电池到EV应用的大型二次电池。例如在特斯拉model S型中使用的最常见的圆柱形电池18650的直径为18毫米,长度为65毫米。特斯拉model3使用更大的圆柱体,2170单元。因此,电芯的大小不是“微”的。微尺度和中尺度标题,是针对涂层和隔膜的单个组件和复杂结构的厚度非常小。

,见下图

  2.1集电极

  虽然这种趋势是应变速率的非单调函数,但两个集流体箔的拉伸破坏也与应变速率有关。想要得出拉伸破坏与应变速率关系依赖性的结论,公开资料中的动态测试数据仍然显得非常少。

  2.1.3韧性断裂

,如下图

  本文意在回顾碰撞事件中,电池承受机械负荷这个问题的研究进展。虽然有关电池电化学和热管理研究已经比较多,但由于机械负荷导致的电池响应和失效问题的研究却远远落后于当前的需要。在此之前,安全问题,主要是通过媒体曝光,进入大众视野,带来社会影响,但主要还是停留在谈资的阶段。在短期即将到来的未来,安全问题则已经实实在在的影响到社会经济和个人生活的层面,锂离子电池的碰撞安全应该得到适当的关注。

如下图

  阴极集电极由铝箔制成,其两侧由活性材料和粘合剂涂覆。同样,阳极由涂有石墨(或硅)颗粒的铜箔构成。所有组件浸入电解质中,并用铝塑膜或钢壳包裹。不同电池制造商,各部件的化学成分和材料可能会有所不同,但这种可重复部件的基本结构几乎完全相同。图2(b)- (c)显示了NMC(镍 - 锰 - 钴)阴极,石墨阳极和微孔聚丙烯隔膜的商用锂离子电池组件的交叉部分。表格1定性描述每个部件的机械特性。在本节的其余部分中,将详细介绍所有组件的机械特性。

,如下图

  人们普遍认识到,如果电池组在事故中撕裂或损坏,则可能存在电池热失控,火灾和爆炸。有几起事故,几乎可以说是广为人知。特斯拉Model S型车在撞上障碍物后起火,说明驾驶电动汽车确实存在额外的危险。随着锂离子电池和电池组容量的不断增加,在车祸中能够短时间释放出更多能量,使得事故的危险性也在增加。汽车行业,电池制造商,监管机构比如美国的NHTSA、德国的BAM以及保险业,应该准备好应对这一突出问题。

,见图

恒丰ag娱乐表格1

  在制造过程中,薄金属箔会经历多次滚压操作,从而在材料中引入一定量的塑性各向异性。有两个概念来量化该属性,第一个是屈服应力在不同方向上的比率,这表明材料强度的各向异性。根据集电体现有拉伸测试结果,在机器方向(MD,0°),垂直方向(TD,90°),和对角方向(DD,45°),屈服应力的差异几乎可以忽略不计(见图3a)。

  与硬化曲线σ(εp)例如幂律方程,可以得到失效塑性应力。

  阴极集电极由铝箔制成,其两侧由活性材料和粘合剂涂覆。同样,阳极由涂有石墨(或硅)颗粒的铜箔构成。所有组件浸入电解质中,并用铝塑膜或钢壳包裹。不同电池制造商,各部件的化学成分和材料可能会有所不同,但这种可重复部件的基本结构几乎完全相同。图2(b)- (c)显示了NMC(镍 - 锰 - 钴)阴极,石墨阳极和微孔聚丙烯隔膜的商用锂离子电池组件的交叉部分。表格1定性描述每个部件的机械特性。在本节的其余部分中,将详细介绍所有组件的机械特性。

  预防热过热和电池电过充电等的安全问题相关文献比较多,而本文回顾的重点放在刚性物体侵入电池单元,模块和电池组。电池组通常放置在汽车最不易变形的部位。但机械负荷仍然可能在碰撞事故中传导至电池包,尤其是在侧面碰撞,道路碎片冲击和小重叠碰撞测试中。由于碰撞期间的减速带来的冲击力,外部绝缘也可能损坏。这些类型的故障模式非常依赖于设计,电气系统设计更有责任考虑处理相关情况,而机械部分反而次之。

  综上所述,集电器金属箔的现有测试数据表明,它们在材料强度上几乎是各向同性的,但对于弹塑性流而言具有高度各向异性。仅根据应力 - 应变曲线对各向异性进行描述,忽略r值可大大影响塑性应变分布,这种描述是不够的。还应该指出的是,精确测量应力 - 应变曲线和兰克福德r值需要测试装置的精巧设计。最大的挑战是如何对准试样而不引起边缘断裂,起皱和屈曲,这对于薄膜(大长度/厚度比)是非常常见的。克服这种困难的方法之一是微观测试,为此,试样的长度和宽度被设计为与厚度相同的数量级。图3d显示了用于电池研究的微测试的加载装置。

  目前市场上商用锂离子电池的卷绕式电芯(或电极堆)是一种多层结构(见图2a),一个可重复的单元由一个阴极,一个阳极和一个两层隔膜组成。

  2.1.4应变率依赖

  2.1.2 应变硬化

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  阴极集电极由铝箔制成,其两侧由活性材料和粘合剂涂覆。同样,阳极由涂有石墨(或硅)颗粒的铜箔构成。所有组件浸入电解质中,并用铝塑膜或钢壳包裹。不同电池制造商,各部件的化学成分和材料可能会有所不同,但这种可重复部件的基本结构几乎完全相同。图2(b)- (c)显示了NMC(镍 - 锰 - 钴)阴极,石墨阳极和微孔聚丙烯隔膜的商用锂离子电池组件的交叉部分。表格1定性描述每个部件的机械特性。在本节的其余部分中,将详细介绍所有组件的机械特性。

  其中,εp和εp是当样品分别以x1方向加载时,横向塑性张力和贯通厚度塑性应力。

  2.1.3韧性断裂

  阴极集电极由铝箔制成,其两侧由活性材料和粘合剂涂覆。同样,阳极由涂有石墨(或硅)颗粒的铜箔构成。所有组件浸入电解质中,并用铝塑膜或钢壳包裹。不同电池制造商,各部件的化学成分和材料可能会有所不同,但这种可重复部件的基本结构几乎完全相同。图2(b)- (c)显示了NMC(镍 - 锰 - 钴)阴极,石墨阳极和微孔聚丙烯隔膜的商用锂离子电池组件的交叉部分。表格1定性描述每个部件的机械特性。在本节的其余部分中,将详细介绍所有组件的机械特性。

  人们普遍认识到,如果电池组在事故中撕裂或损坏,则可能存在电池热失控,火灾和爆炸。有几起事故,几乎可以说是广为人知。特斯拉Model S型车在撞上障碍物后起火,说明驾驶电动汽车确实存在额外的危险。随着锂离子电池和电池组容量的不断增加,在车祸中能够短时间释放出更多能量,使得事故的危险性也在增加。汽车行业,电池制造商,监管机构比如美国的NHTSA、德国的BAM以及保险业,应该准备好应对这一突出问题。

  虽然这种趋势是应变速率的非单调函数,但两个集流体箔的拉伸破坏也与应变速率有关。想要得出拉伸破坏与应变速率关系依赖性的结论,公开资料中的动态测试数据仍然显得非常少。

1.

  与硬化曲线σ(εp)例如幂律方程,可以得到失效塑性应力。

  描述薄板塑性流各向异性的第二个概念是通过Lankford r值来定义的,该r值被定义为

  目前市场上商用锂离子电池的卷绕式电芯(或电极堆)是一种多层结构(见图2a),一个可重复的单元由一个阴极,一个阳极和一个两层隔膜组成。

2.  根据铝箔和铜箔的测试结果,它们都具有相对低的硬化率dσy/ dεp。换句话说,硬化曲线σy(εp)倾向于随着塑性应变的增加而走平(参照图3的A)。Voce强化法可以很好地捕捉到这个特殊的特征,

  其中σ0,Q和β是三个进行校准参数。其他硬化法则,例如由幂函数定义的Swift定律:

3.  阴极集电极由铝箔制成,其两侧由活性材料和粘合剂涂覆。同样,阳极由涂有石墨(或硅)颗粒的铜箔构成。所有组件浸入电解质中,并用铝塑膜或钢壳包裹。不同电池制造商,各部件的化学成分和材料可能会有所不同,但这种可重复部件的基本结构几乎完全相同。图2(b)- (c)显示了NMC(镍 - 锰 - 钴)阴极,石墨阳极和微孔聚丙烯隔膜的商用锂离子电池组件的交叉部分。表格1定性描述每个部件的机械特性。在本节的其余部分中,将详细介绍所有组件的机械特性。

  其中η和θ是三轴度和负载角参数,分别的定义:

  目前市场上商用锂离子电池的卷绕式电芯(或电极堆)是一种多层结构(见图2a),一个可重复的单元由一个阴极,一个阳极和一个两层隔膜组成。

  虽然这种趋势是应变速率的非单调函数,但两个集流体箔的拉伸破坏也与应变速率有关。想要得出拉伸破坏与应变速率关系依赖性的结论,公开资料中的动态测试数据仍然显得非常少。

4.表2,弹塑性参数集电体箔和18650电芯钢外壳体。

  根据铝箔和铜箔的测试结果,它们都具有相对低的硬化率dσy/ dεp。换句话说,硬化曲线σy(εp)倾向于随着塑性应变的增加而走平(参照图3的A)。Voce强化法可以很好地捕捉到这个特殊的特征,

  2.1.4应变率依赖

  阴极集电极由铝箔制成,其两侧由活性材料和粘合剂涂覆。同样,阳极由涂有石墨(或硅)颗粒的铜箔构成。所有组件浸入电解质中,并用铝塑膜或钢壳包裹。不同电池制造商,各部件的化学成分和材料可能会有所不同,但这种可重复部件的基本结构几乎完全相同。图2(b)- (c)显示了NMC(镍 - 锰 - 钴)阴极,石墨阳极和微孔聚丙烯隔膜的商用锂离子电池组件的交叉部分。表格1定性描述每个部件的机械特性。在本节的其余部分中,将详细介绍所有组件的机械特性。

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  2.1.1塑性各向异性

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  其中σij是应力分量,F到N六个校准系数,和σy(εp)描述材料的应变硬化。还有其他各向异性屈服函数可用于集电器的建模,如YLD系列。

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