Deformation and fracture behaviors of cylindrical battery shell during thermal runaway

热失控 变形(气象学) 壳体(结构) 断裂(地质) 电池(电) 材料科学 热的 结构工程 复合材料 背景(考古学) 工程类 物理 热力学 地质学 古生物学 功率(物理)
作者
Yikai Jia,John J. Darst,Amul Surelia,David Delafuente,Donal P. Finegan,Jun Xu
出处
期刊:Journal of Power Sources [Elsevier BV]
卷期号:539: 231607-231607 被引量:52
标识
DOI:10.1016/j.jpowsour.2022.231607
摘要

Thermal runaway is one of the catastrophic failure modes of lithium-ion cells. During thermal runaway in cylindrical cells, sidewall shell rupture has been identified as a contributing factor for thermal runaway propagation in battery packs. Herein, the deformation and fracture behaviors of the battery shell during thermal runaway are investigated based on in-situ and ex-situ characterization as well as physics-based modeling. The deformation and fracture modes of the battery shell with/without Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) sleeves are identified. In the simulation, the strain introduced by thermal expansion of the system is considered, as well as the thermal and strain rate effects on the plastic stage. The final cell shell modeling is validated by cell thermal runaway tests. Results reveal the quantitative relation between shell deformation behaviors and the pressure and temperature distribution. Both the experiment and model demonstrate the effectiveness of adding a tight-fitting CFRP sleeve around the cell in limiting the side-wall rupture of the shell. The use of CFRP tubes introduces a novel phenomenon in the context of uneven temperature distribution. Results shed light on the mechanistic analysis of a cell side-wall rupture during thermal runaway and provide essential guidance for the next-generation safe battery design.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
WellFang完成签到,获得积分10
1秒前
303xiaoli发布了新的文献求助10
1秒前
猫蒲发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
2秒前
BB88完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
4秒前
Hello应助光亮的白云采纳,获得10
4秒前
4秒前
AddictedBoy完成签到 ,获得积分20
4秒前
吴怡琦完成签到,获得积分10
4秒前
研友_LX295Z完成签到,获得积分10
5秒前
SciGPT应助火星上的冬云采纳,获得10
5秒前
hyc完成签到,获得积分10
5秒前
xifanfan完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
Mao完成签到 ,获得积分20
5秒前
王一g完成签到,获得积分10
5秒前
科研通AI6.1应助Prof.Z采纳,获得10
6秒前
misong发布了新的文献求助10
6秒前
有枍完成签到,获得积分10
6秒前
8秒前
xiaoyu发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
zzzyyyppp发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
9秒前
salickshe完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
9秒前
10秒前
热心市民小红花完成签到,获得积分0
10秒前
徐心悦完成签到,获得积分10
10秒前
Benjamin发布了新的文献求助10
10秒前
111完成签到,获得积分10
11秒前
zq完成签到 ,获得积分10
11秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to Helicopter and Tiltrotor Flight Simulation, Second Edition 2500
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Bounds for Statistical Estimation in Semiparametric Models 500
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6503031
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8297684
关于积分的说明 17710177
捐赠科研通 5601430
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2919316
邀请新用户注册赠送积分活动 1896566
关于科研通互助平台的介绍 1758046