一个1.4Ah的多层软包样本做的实验
本文选自《effect of induced metal contaminants on lithium-ion cell safety 》，这里做了一个1.4ah的多层软包样本做的实验。
研究问题定义和实验验证
在使用过程中由于可能形成内部短路，锂离子电池中的金属颗粒可能会带来安全风险。不同的外部滥用实验与真实的金属颗粒残留可能存在差异性的问题，所以想要评估金属颗粒如何导致电池短路需要解决以下的问题：
1）短路的严重程度是否取决于电池内颗粒的位置？
2）短路的严重程度是否取决于颗粒的大小？（隔膜穿透与枝晶形成，引发的四种不同的内短路形式）
不同内短路形式下的产热功率和曲线
在不同的粒径下，如何检测到金属颗粒引起的影响，并在制造过程中拒绝电池？
3）内短路的严重程度是否随循环或存储而增加？
实验的方法
测试1: 500-700μm铁颗粒（易于处理）
测试2：50-150μm铁颗粒（已知金属污染物最小尺寸）
检测方法和测试
电极堆组装后的hi-pot测试
这个实验有置信度的问题，较大颗粒是能给检测出来的，在阴极表面上才会让测试结果有差异
自放电（delta-ocv）在老化过程中检查（50％soc，35ºc下7天）
循环寿命测试（100％dod，1c / 1c速率,电芯加压下做35ºc）
不同循环下的实验结果，在正极中心处最为明显，使得容量的衰减要更快一些。
较大尺寸的金属颗粒
较小尺寸的金属颗粒
储存测试（在35ºc加压下100％soc）
采用自放电测试，在正极极片上的金属颗粒会产生较大的电压降，实际颗粒对于存储容量衰减差异并不大
在经历过循环和存储以后，电芯的自放电速度还是要更快
我们检出来自放电大的电芯，其金属污染物在阴极中心的比较明显，这个循环寿命在后面会明显加速跳下来
小电池实验结论：
即使是远大于隔膜厚度（20-28倍）的颗粒也不会产生内部短路，实验条件为加压下下循环
阳极的金属颗粒不会导致内部电池短路
只有初始位于阴极上的金属颗粒，如果尺寸和质量足够，会导致内部电池短路
在制造商的老化/存储工艺步骤中，可通过自放电和容量损失检测到大的金属颗粒
100μm以下的颗粒影响有限，而150μm附近的颗粒确实会导致电芯循环寿命失效
一些想法:在没有外部滥用的条件下，如果在制程过程中有金属颗粒带来结果是可控的，用循环和日历存储实验的结果还可以，电芯没有出现安全性的问题。还有就是自放电实验，还是我们检测新电芯最有效的手段，能够把后期跳水的电芯有效的检测出来
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2）短路的严重程度是否取决于颗粒的大小？（隔膜穿透与枝晶形成，引发的四种不同的内短路形式）
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3）内短路的严重程度是否随循环或存储而增加？
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测试2：50-150μm铁颗粒（已知金属污染物最小尺寸）
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不同循环下的实验结果，在正极中心处最为明显，使得容量的衰减要更快一些。
较大尺寸的金属颗粒
较小尺寸的金属颗粒
储存测试（在35ºc加压下100％soc）
采用自放电测试，在正极极片上的金属颗粒会产生较大的电压降，实际颗粒对于存储容量衰减差异并不大
在经历过循环和存储以后，电芯的自放电速度还是要更快
我们检出来自放电大的电芯，其金属污染物在阴极中心的比较明显，这个循环寿命在后面会明显加速跳下来
小电池实验结论：
即使是远大于隔膜厚度（20-28倍）的颗粒也不会产生内部短路，实验条件为加压下下循环
阳极的金属颗粒不会导致内部电池短路
只有初始位于阴极上的金属颗粒，如果尺寸和质量足够，会导致内部电池短路
在制造商的老化/存储工艺步骤中，可通过自放电和容量损失检测到大的金属颗粒
100μm以下的颗粒影响有限，而150μm附近的颗粒确实会导致电芯循环寿命失效
一些想法:在没有外部滥用的条件下，如果在制程过程中有金属颗粒带来结果是可控的，用循环和日历存储实验的结果还可以，电芯没有出现安全性的问题。还有就是自放电实验，还是我们检测新电芯最有效的手段，能够把后期跳水的电芯有效的检测出来
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