鋰離子電池安全性能一直為大眾關(guān)注,也是鋰電池研究的重點(diǎn)。正、負(fù)極板是鋰離子電池的重要組成部分,在沖裁過(guò)程中,極板可能會(huì)產(chǎn)生集流體毛刺過(guò)長(zhǎng)的缺陷,影響電池的使用壽命與安全性能,而目前尚未有針對(duì)此問(wèn)題的具體研究。本文結(jié)合實(shí)驗(yàn)與仿真,嘗試從不同角度對(duì)鋰離子電池極板的沖裁行為及其沖裁毛刺的影響進(jìn)行研究,從而獲得理論模型,并為實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程提供指導(dǎo)性建議。(1)對(duì)正、負(fù)極板及組成進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn),并進(jìn)行力學(xué)建模。發(fā)現(xiàn)負(fù)極集流體(銅箔)的極限應(yīng)力及應(yīng)變明顯比正極集流體(鋁箔)高;在集流體兩面涂布的電池材料層拉伸性能差,且具有明顯的壓縮行為;隔膜的拉伸行為存在各向異性。在有限元軟件ABAQUS中對(duì)極板進(jìn)行建模并仿真上述力學(xué)試驗(yàn),最終確定模型使用符合實(shí)際情況的可壓縮泡沫—金屬—可壓縮泡沫三層結(jié)構(gòu),層與層之間使用綁定連接。(2)在ABAQUS中使用極板材料模型進(jìn)行沖裁過(guò)程仿真,并將其與實(shí)際沖裁對(duì)比。發(fā)現(xiàn)在沖裁過(guò)程中,脆弱的上下電池材料層對(duì)沖裁力起緩沖作用,使中層集流體受彎矩發(fā)生明顯彎曲,并被拉裂,造成集流體毛刺過(guò)長(zhǎng)現(xiàn)象;使用沖裁模型研究沖裁間隙與模具圓角大小對(duì)于沖裁集流體毛刺長(zhǎng)度的影響,發(fā)現(xiàn)隨著二者增加,...

【文章頁(yè)數(shù)】：88 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰離子電池原理與安全性能研究
    1.3 鋰離子電池力學(xué)性能與安全研究進(jìn)展
    1.4 課題來(lái)源、本文研究?jī)?nèi)容
2 極板沖裁斷面觀察與力學(xué)性能測(cè)試
    2.1 本章使用的研究方法
    2.2 極板沖裁斷面觀察
    2.3 多層板沖裁簡(jiǎn)單二維模擬
    2.4 極板與隔膜力學(xué)性能測(cè)試
    2.5 本章小結(jié)
3 鋰離子電池極板沖裁過(guò)程仿真分析
    3.1 本章使用的研究方法
    3.2 沖裁模型建立
    3.3 沖裁仿真結(jié)果分析
    3.4 工藝參數(shù)對(duì)極板沖裁毛刺長(zhǎng)度影響的仿真研究
    3.5 本章小結(jié)
4 鋰離子電池的壓入失效分析
    4.1 極板沖裁毛刺缺陷電池的壓入失效分析
    4.2 壓入試驗(yàn)仿真
    4.3 本章小結(jié)
5 使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)極板性能與沖裁行為關(guān)系的探索
    5.1 本章使用的研究方法
    5.2 獲取神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入數(shù)據(jù)
    5.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型建立
    5.4 結(jié)合蒙特卡洛模擬進(jìn)行模型敏感性分析
    5.5 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄一 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文目錄
附錄二 文中使用的部分關(guān)鍵代碼



本文編號(hào)：3768067