冲击载荷下锂离子电池性能衰退与失效特性

周雪会 黄子轩 张新春 饶理想 杨帅

周雪会, 黄子轩, 张新春, 饶理想, 杨帅. 冲击载荷下锂离子电池性能衰退与失效特性[J]. 高压物理学报. doi: 10.11858/gywlxb.20261077
引用本文: 周雪会, 黄子轩, 张新春, 饶理想, 杨帅. 冲击载荷下锂离子电池性能衰退与失效特性[J]. 高压物理学报. doi: 10.11858/gywlxb.20261077
ZHOU Xuehui, HUANG Zixuan, ZHANG Xinchun, RAO Lixiang, YANG Shuai. Performance degradation and failure characteristics of lithium-ion batteries under impact loading[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics. doi: 10.11858/gywlxb.20261077
Citation: ZHOU Xuehui, HUANG Zixuan, ZHANG Xinchun, RAO Lixiang, YANG Shuai. Performance degradation and failure characteristics of lithium-ion batteries under impact loading[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics. doi: 10.11858/gywlxb.20261077

冲击载荷下锂离子电池性能衰退与失效特性

doi: 10.11858/gywlxb.20261077

Performance degradation and failure characteristics of lithium-ion batteries under impact loading

  • 摘要: 针对冲击工况下锂离子电池的性能衰退和安全性挑战,开展不同碰撞类型下电池损伤与失效特性研究。采用NCR18650BD圆柱形锂离子电池,基于电化学阻抗谱(EIS)、循环伏安(CV)方法和多物理场原位监测平台,分析球形、柱形和平面冲头下电池的容量衰减、循环老化和阻抗劣化规律,并揭示碰撞类型对电池失效和热行为的影响机制。结果表明,冲击能量为5 J时,C/20倍率下仅有平面冲头下电池发生锂库存损失导致的容量衰退,而3C倍率下,冲头尺寸越小,循环老化越快;此外,冲头尺寸越大,电池的电化学阻抗越大;冲击能量为20 J时,冲头尺寸越小,力的峰值越小,电池失效程度越严重,热失控概率越大;随着冲击速度增大,电池整体刚度增加,力-电失效加剧。本研究为锂离子电池的优化设计和安全性评估提供理论基础和技术支持。

     

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  • 网络出版日期:  2026-05-12

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