Với sự tiến bộ không ngừng của công nghệ năng lượng, việc sử dụng xe điện đã trở thành giải pháp khả thi cho các vấn đề về môi trường. So với các loại pin khác, pin lithium-ion có ưu điểm là mật độ năng lượng cao, tuổi thọ dài, dễ sử dụng và bảo dưỡng, v.v. và đã trở thành lựa chọn hàng đầu cho pin điện cho xe điện. Tuy nhiên, nguy cơ tai nạn tiềm ẩn của pin lithium-ion sẽ gây nguy hiểm cho sự an toàn của tính mạng và tài sản của con người, và sự tin tưởng của người tiêu dùng khi chấp nhận xe điện sẽ bị nản lòng. Pin lithium-ion nói chung là an toàn trong điều kiện sử dụng bình thường, nhưng trong trường hợp có khuyết tật riêng lẻ trong quá trình sản xuất và các điều kiện sử dụng sai hoặc lạm dụng như nhiệt độ cao, đoản mạch, quá tải và xả, rung động, đùn và va đập, v.v. trong quá trình sử dụng pin sẽ xảy ra phản ứng nhiệt tạo ra một lượng nhiệt lớn, nếu không kịp thời khuếch tán sẽ gây ra hiện tượng mất kiểm soát nhiệt, có thể khiến pin bắt lửa và phát nổ. Từ tháng 1 đến tháng 7 năm 2018, đã có nhiều vụ tai nạn an toàn xe điện trong và ngoài nước do pin lithium-ion.

Để đánh giá tính an toàn của pin lithium-ion, một số tiêu chuẩn thử nghiệm an toàn đã được đề xuất trong và ngoài nước, chẳng hạn như ISO12405-3 IEC62133UL1642UN383. Trong bài báo này, kết hợp với tiêu chuẩn pin điện trong nước hiện hành CHO xe điện GB/T314852015 và tiêu chuẩn bộ pin GB/T31467.3-2015, một số tình huống dễ xảy ra hiện tượng mất kiểm soát nhiệt của pin được phân tích và thảo luận.

1.1 Thử nghiệm độ đâm xuyên

Thử nghiệm đâm đinh sử dụng kim thép chịu nhiệt độ cao ф5mm ~ ф8mm (góc côn của đầu kim là 45 ° ~ 60 ° bề mặt kim nhẵn và không có lớp oxit và dầu) với tốc độ (25 ± 5) mm/giây từ hướng của tấm pin qua vị trí tâm hình học của kim thép gần bề mặt đâm thủng để ở trong pin để quan sát trong 1 giờ. Trong quá trình này, pin không được nổ và không bắt lửa. Thử nghiệm đục kim mô-đun sử dụng kim thép dày hơn một chút ở cùng tốc độ, từ hướng vuông góc với tấm pin lần lượt qua ít nhất 3 pin đơn (kim thép ở trong pin) quan sát trong 1 giờ. Trong quá trình này, mô-đun pin không được nổ hoặc bắt lửa.

Sau khi kim thép đâm thủng bộ tách pin, các tấm cực dương và cực âm của pin tạo thành một vòng lặp với kim thép, gây ra hiện tượng đoản mạch bên trong pin tạo ra một số lượng lớn các điểm nóng. Khi nhiệt độ đạt tới 130 °C, màng ngăn chung bắt đầu co lại và tan chảy, khiến diện tích tiếp xúc điện cực dương và âm của pin lớn hơn để hình thành thêm hiện tượng đoản mạch bên trong. Khi pin hoạt động hết công suất, cực dương và cực âm ở trạng thái bán bền Khi nhiệt độ vượt quá 180 °C, cực dương và cực âm sẽ có phản ứng tỏa nhiệt mạnh với chất điện phân và tạo ra một lượng lớn khí (bao gồm một lượng lớn khí hữu cơ dễ cháy và một lượng nhỏ oxy). Khi nhiệt độ tăng lên hơn 240 ° C, chất kết dính có chứa flo bắt đầu phản ứng dữ dội với cacbon lithium để giải phóng một lượng nhiệt lớn Điểm chớp cháy của cacbonat tuyến tính trong chất điện phân nóng thấp và dễ tạo ra ngọn lửa trần Trong hầu hết các trường hợp, kim thép đâm thủng lỗ của pin và dễ phun chất dễ cháy ở nhiệt độ cao để bắt lửa trong không khí tạo thành hiện tượng phun lửa (như trong Hình 1). Khi thực hiện thử nghiệm châm kim của pin mô-đun, điện áp pin mô-đun cao hơn, châm kim gây ra hiện tượng đoản mạch bên trong khi dòng điện tức thời lớn hơn và có nhiều khả năng xảy ra khi sự chạy trốn nhiệt của pin bị bắt lửa và phát nổ.

Nền tảng điện áp của pin lithium-ion của hệ thống vật liệu ba thành phần cao hơn nền tảng điện áp của pin lithium-ion của hệ thống lithium-ion của hệ thống lithium-ion và tỷ lệ vượt qua rất thấp khi thực hiện thử nghiệm chích kim. Vào ngày 30 tháng 12 năm 2016, bốn bộ và ủy ban của nhà nước đã ban hành “Chương trình trợ cấp khuyến khích xe năng lượng mới và Yêu cầu kỹ thuật sản phẩm”, trong đó quy định rằng thử nghiệm châm cứu trong phương pháp thử nghiệm và an toàn cho pin điện cho xe điện (số tiêu chuẩn GB / T31485-2015628638) sẽ không được thực hiện. Nhóm soạn thảo cho rằng thử nghiệm châm cứu không phù hợp với chế độ hỏng hóc thực tế trong các tiêu chuẩn IEC62660-2 và IEC62660-3 của nước ngoài và không sử dụng thử nghiệm châm cứu để đánh giá độ an toàn của pin. Hiện tại, cách điều chỉnh các thông số thử nghiệm châm cứu rất khó để sao chép hoàn toàn việc sử dụng thực tế của các điều kiện hỏng hóc. Tuy nhiên, tất cả các loại yêu cầu thử nghiệm đều khó có thể sao chép hoàn toàn thử nghiệm tình trạng hỏng hóc thực tế, mà chỉ phản ánh gián tiếp một số chế độ hỏng hóc điển hình được trích xuất từ ​​chế độ hỏng hóc. Trong các ứng dụng thực tế, phải có khả năng vật lạ sẽ đâm vào pin và gây ra hiện tượng đoản mạch trong pin. Ngoài hai tiêu chuẩn IEC là SAEJ2464 và UL2580, các yêu cầu về châm cứu cũng được nêu rõ ràng. Về những khía cạnh này, các yêu cầu về tiêu chuẩn quốc gia đã được giảm bớt. Thị trường xe điện thuần túy ngày nay về mật độ năng lượng pin đang tăng lên và mức độ nguy hiểm của tình trạng hỏng pin trong điều kiện thử nghiệm cũng đang gia tăng.

1.2 Thử nghiệm ngắn mạch

Yêu cầu của ngắn mạch đơn là cực dương và cực âm của pin đơn phải nhỏ hơn 5mΩ quan sát trong 1 giờ qua ngắn mạch ngoài trong 10 phút. Trong quá trình này, pin không được nổ và không bắt lửa. Ngắn mạch mô-đun cần phải là mô-đun pin qua ngắn mạch ngoài trong 10 phút Điện trở đường dây ngoài phải nhỏ hơn 5mΩ quan sát trong 1 giờ. Trong quá trình này, mô-đun pin không được nổ hoặc bắt lửa.

Lấy ví dụ về thử nghiệm ngắn mạch của mô-đun pin vật liệu ba thành phần 60Ah, điện áp pin của mô-đun được sạc đầy là 204V và điện trở ngắn mạch là 3m2. Trong quá trình thử nghiệm, người ta thấy rằng dòng điện xả liên tục của pin với dòng điện cực đại thoáng qua là 3293A trong quá trình ngắn mạch là khoảng 3000A.

Dòng điện lớn sinh ra trong quá trình ngắn mạch sẽ khiến nhiệt độ pin nóng sinh ra bên trong pin lithium-ion tăng nhanh. Dưới tác động của nhiệt độ cao, phản ứng tỏa nhiệt và phản ứng sinh khí giữa vật liệu điện cực dương và điện cực âm và chất điện phân được mô tả ở đây sẽ xảy ra bên trong pin. Chất điện phân bay hơi và các khí dễ cháy khác sẽ nổ tung qua vỏ pin và lan ra không khí như thể hiện trong Hình 3, trong khi nhiệt độ cao sẽ đốt cháy cacbonat tuyến tính có điểm chớp cháy thấp hơn để tạo thành hiện tượng cháy pin như thể hiện trong Hình 4.

Một khả năng khác là cháy bên ngoài pin do chập mạch. Nhiệt độ của pin tiếp tục tăng trong quá trình chập mạch và nhiệt độ cao sẽ đốt cháy các dây giá đỡ dễ cháy ở bên ngoài pin hoặc lớp vỏ bảo vệ pin không chống cháy như trong Hình 5.

Thử nghiệm thả rơi

Tiêu chuẩn quốc gia GB31241GB/T18287 yêu cầu: pin lithium-ion sạc đầy pin vuông sáu mặt mỗi mặt rơi một lần, rơi xuống đất xi măng, tổng cộng sáu lần rơi với chiều cao 1 mét; Các cực dương và cực âm của pin tròn mỗi lần rơi một lần và bề mặt xi lanh rơi bốn lần xuống đỉnh của tấm ván 1 mét. Sau khi kết thúc rơi tự do, sau nửa giờ đặt, hãy kiểm tra điện áp và điện trở bên trong, điện áp mạch hở không nhỏ hơn 90% điện áp ban đầu, không rò rỉ, không cháy và không nổ. Thử nghiệm thả rơi kiểm tra các lần rơi có thể xảy ra trong môi trường vận chuyển hoặc trong quá trình sử dụng của khách hàng; Theo quan điểm an toàn, đó là để phát hiện hiệu suất hàn kín của pin. Sử dụng phương pháp thử nghiệm này, hãy tăng điện áp, điện trở bên trong và chất lượng trước khi thử nghiệm rơi; Sau 6 lần rơi, hãy đo lại điện áp, điện trở bên trong và chất lượng theo điện áp, điện trở bên trong và chất lượng để xác định xem có đủ điều kiện hay không: nếu điện trở điện áp thay đổi lớn, khả năng xảy ra đoản mạch bên trong cao hơn; Nếu chất lượng thay đổi lớn và phát ra mùi, chất điện phân bị rò rỉ. Tiêu chuẩn quốc gia GB31241GB/T18287 yêu cầu chất lỏng không được rò rỉ; EUCAR quy định rằng rò rỉ phải nhỏ hơn 50% và mức độ an toàn của nó có thể chấp nhận được miễn là nó không phát nổ trong ngọn lửa. Tuy nhiên, sau khi thử nghiệm thả rơi, nếu chất điện phân chỉ bị rò rỉ nhẹ, do có sự bảo vệ của pin PTC, pin bị đoản mạch ở trạng thái đóng trong thời gian ngắn, pin không có điện áp và không có sự thay đổi bất thường về điện trở bên trong; Chất điện phân rò rỉ được bám vào bề mặt của pin và chất lượng không thay đổi bất thường, điều này có thể khó xác định được nó có đủ tiêu chuẩn hay không. Khi chất điện phân bị rò rỉ nhẹ, đối với chất điện phân thông thường là lithium hexafluorophosphate, Trong không khí do tác động của hơi nước và hydro fumisolated trắng được giải phóng nhanh chóng. Các phản ứng xảy ra sau khi tiếp xúc với không khí là:

Khói trắng hydro florua có thể phản ứng với các kim loại thông thường như dây và miếng đệm của bảng mạch in, và giải phóng hydro để tạo thành hỗn hợp nổ với không khí; Hydro florua phản ứng với hợp chất silicon rắn (các) của PCB để tạo thành tetrafluoride silicon dạng khí (g), chất được tạo ra
có thể tiếp tục tương tác với HF dư để tạo ra dung dịch axit fluorosilicic, đây là một axit mạnh nhị phân tiếp tục ăn mòn bảng mạch; Do phản ứng rò rỉ nhẹ để tạo ra HF và sau đó ăn mòn các miếng đệm dây của bảng mạch, v.v., một dung dịch silicat điện phân dẫn điện đã dần được tạo ra. Chất điện phân rò rỉ rất ít, hydro florua được tạo ra có thể bay hơi nhanh chóng, kim loại ăn mòn ít hơn và không khí điện phân khô và pin có thể hình thành trạng thái tự phóng điện chậm ở giai đoạn sau. Nếu rò rỉ chất điện phân vượt quá một lượng nhất định, phản ứng ghép nối tiếp theo sẽ xảy ra gây ra hiện tượng đoản mạch cục bộ trên bảng mạch in bên ngoài của pin, phản ứng này kéo dài trong thời gian dài (12h) Độ dẫn điện của dung dịch chất điện phân ở giai đoạn đầu yếu, và sự ăn mòn của dung dịch chất điện phân bị rò rỉ theo thời gian phản ứng làm tăng độ dẫn điện của các ion kim loại, độ dẫn điện được tăng cường tạo thành hiện tượng tương tự như đoản mạch bên ngoài, pin sẽ nóng lên nhanh chóng và có nguy cơ cháy nổ. Do đó, trong quá trình thử nghiệm, pin được đặt ở nơi an toàn trong 12 giờ và sau đó quan sát lại để tìm bất thường; Sau đó, một Tỷ lệ C nhất định sẽ kiểm tra hiệu suất như dung lượng.

Thử nghiệm lạm dụng nhiệt

Sạc đầy pin, sau đó đặt pin vào buồng , làm nóng với tốc độ 3 °C/phút theo tốc độ đồng đều, nhiệt độ tăng lên 130 °C để ngừng giữ trong nửa giờ. Trong thời gian yêu cầu pin không cháy và không nổ. Khi nhiệt độ tăng khi hệ thống pin bất thường, để ngăn ngừa nguy hiểm, màng ngăn cách nhiệt dẻo nóng chảy (120 °C ~ 140 °C) Các lỗ nhỏ của màng cách ly đóng lại và trở thành chất cách điện để ngăn chất điện phân đi qua, để đạt được mục đích chặn dòng điện. Ở nhiệt độ cao, màng cách điện bên trong của pin bị co nhiệt quá lớn, dẫn đến đoản mạch giữa các mảnh điện cực dương và âm bên trong, pin chịu tác động liên tục của khoang nguồn nhiệt bên ngoài, trong khi dòng điện ngắn mạch pin bên trong Q hai loại nhiệt để thúc đẩy màng cách điện pin tiếp tục co lại gây ra nhiều đoản mạch bên trong hơn, vòng luẩn quẩn của nhiệt bên trong pin cho thấy sự gia tăng theo cấp số nhân, vì lớp cách điện của khoang trong 30 phút Pin không thể tản nhiệt nhanh chóng tích tụ nhiệt và cuối cùng dẫn đến pin bị mất kiểm soát nhiệt. Trong điều kiện lạm dụng nhiệt, sau khi pin phát nổ, cell pin bị hỏng và rất khó để phân tích nguyên nhân gây ra vụ nổ. Do đó, trong thử nghiệm này, cần phải phát hiện nhiệt độ bề mặt của một pin duy nhất để phát hiện sự thay đổi nhiệt độ của pin. Đồng thời, trong hộp nhiệt kín, nếu có nhiều pin để thử nghiệm cùng một lúc, một lượng nhiệt tản ra lớn sau khi pin phát nổ, trong không gian nhỏ của buồng, một khoảng thời gian ngắn để thu thập nhiệt, có thể ngay lập tức làm tăng nhiệt độ của buồng, vượt xa 130 ° C, gây ra phản ứng cháy nổ của các pin thông thường khác. Để ngăn ngừa sự biến dạng thí nghiệm, tốt nhất là treo pin trong buồng; Tốt hơn là chỉ đặt một pin trong buồng tích hợp cho mỗi lần thí nghiệm.

Phần kết luận

Với yêu cầu của người dùng về mật độ năng lượng của pin lithium-ion, hiệu suất an toàn của pin lithium đang phải đối mặt với những thách thức ngày càng tăng. Để đạt được mục đích này, các doanh nghiệp nghiên cứu các biện pháp an toàn chủ động như chất chống cháy mới và dung môi mới, cũng như các biện pháp an toàn thụ động như làm yếu cục bộ vỏ và vỏ vật liệu mới. Mức độ hiệu quả của các biện pháp mới này và các thử nghiệm giới hạn có liên quan được thực hiện, giúp các công ty sản xuất ra các sản phẩm an toàn hơn. Kết hợp với các tiêu chuẩn quốc gia, một số phương pháp thử nghiệm an toàn được thảo luận và các nguyên tắc liên quan của thử nghiệm lạm dụng nhiệt rơi kim châm chủ yếu được phân tích, các điều kiện thử nghiệm và phương pháp thử nghiệm có thể ảnh hưởng đến kết quả trong thử nghiệm thực tế được thảo luận và một số yếu tố tiềm ẩn gây ra sự cố của thử nghiệm được đề xuất. Nó có thể cung cấp tài liệu tham khảo cho các doanh nghiệp sản xuất và đơn vị thử nghiệm để phân tích các chế độ hỏng sản phẩm, sau đó giúp các doanh nghiệp ngăn ngừa các tình huống cực đoan như cháy nổ pin, sản xuất các sản phẩm an toàn hơn và thúc đẩy sự phát triển ổn định của pin lithium và các sản phẩm phái sinh.

Kể từ khi sản xuất hàng loạt pin lithium, nó đã nhanh chóng dẫn đầu xu hướng trong lĩnh vực pin với hiệu suất tuyệt vời như tỷ lệ năng lượng cao, tuổi thọ chu kỳ dài và điện áp điện cực cao. Nó có lợi thế tuyệt đối trong điện thoại di động, máy tính và các ngành công nghiệp khác, và đã trở thành một trong những chủ đề nghiên cứu quan trọng của xe năng lượng mới. Để đáp ứng các yêu cầu của thị trường về năng lượng lưu trữ cao, các doanh nghiệp tăng cường nghiên cứu và phát triển năng lượng cụ thể của một loại pin duy nhất. Mặc dù nó có thể cải thiện thời gian chờ của điện thoại di động, nhưng nó cũng làm cho mật độ năng lượng thể tích của một loại pin duy nhất ngày càng cao và các vấn đề về bảo mật của nó ngày càng trở nên nổi bật. Yếu tố hạn chế chính đối với việc thúc đẩy thương mại pin lithium-ion và dung lượng cao là tính an toàn và có nhiều mối nguy hiểm tiềm ẩn về an toàn. Để phân tích và giải quyết các vấn đề như vậy, một số tiêu chuẩn an toàn quốc tế đã được đề xuất, chẳng hạn như IEC62133 , UL1642 , IEEE1625, v.v.; Tiêu chuẩn được khuyến nghị GB / T18287-2000 cũng đã được giới thiệu tại Trung Quốc. Đồng thời, để đảm bảo an toàn cho pin lithium trong hàng không, vận tải đường dài và sử dụng thiết bị, các tiêu chuẩn UN38.3 , GB4943, v.v. đã được đưa ra. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, với việc sử dụng quy mô lớn của thị trường và sự gia tăng dung lượng riêng của pin, khả năng xảy ra các vấn đề nghiêm trọng như cháy nổ pin lithium trong điều kiện lạm dụng (như quá tải nhiệt và quá tải xả, ngắn mạch, rung động, đùn, v.v.) đã tăng lên rất nhiều. Các vụ nổ gây thương tích hoặc thu hồi sản phẩm do nguy cơ an toàn thường gây ra hậu quả tử vong cho doanh nghiệp. Nhiều công ty đang đầu tư vào việc phát triển các công nghệ phòng ngừa an toàn pin lithium mới, đồng thời mô phỏng các vấn đề có thể xảy ra để thực hiện các phương pháp phát hiện phù hợp hơn, chẳng hạn như thử nghiệm ngắn mạch bên trong bắt buộc JISC8714 của Nhật Bản, thử nghiệm nhiệt độ giới hạn trên và dưới IEC, phương tiện thử nghiệm châm cứu. Để đáp ứng nhu cầu thị trường, các tiêu chuẩn an toàn hiện có cũng đã được nâng cấp tại Trung Quốc và được sửa đổi thành GB / T18287-2013, GB31241-2014; Bài viết này sẽ tóm tắt một số phương pháp phát hiện hiện nay.

Thử nghiệm độ đâm xuyên

Thử nghiệm châm kim là một mạch ngắn bên trong cưỡng bức. Dưới nhiệt độ môi trường 20 ℃ ± 5 ℃, pin được sạc đầy bằng dòng điện sạc tiêu chuẩn, một cặp nhiệt điện được dán gần tâm pin và đặt trong tủ hút, và một kim thép không gỉ đường kính 3 mm được sử dụng để đâm thủng pin nhanh chóng với tốc độ 20 mm / s. Kim cần xuyên hoàn toàn sang phía bên kia của pin, sau đó kim thép vẫn đứng yên trong 1 phút. Quan sát xem pin có cháy nổ không và đồng thời phát hiện dữ liệu thay đổi nhiệt độ pin. Tiêu chuẩn vượt qua của thí nghiệm là pin không cháy và không nổ. Vì loại thử nghiệm này không dễ vượt qua nên có tranh chấp về vấn đề mô phỏng tình huống và thử nghiệm không được liệt kê trong tiêu chuẩn quốc gia GB / T18287. QC/T743-2006 có thử nghiệm kim: sử dụng kim thép chịu nhiệt độ cao ø 3mm ~ ø 8mm đâm xuyên theo hướng vuông góc với tấm pin (kim thép nằm trong pin). Pin không nổ hoặc bắt lửa.

Thử nghiệm đâm đinh mô phỏng vấn đề an toàn sau khi vật lạ, đặc biệt là vật sắc nhọn bằng kim loại đâm vào bề mặt pin. Lúc này, màng cách điện của pin bị đâm thủng, điện cực dương và điện cực âm trong pin bị đoản mạch ngay lập tức. Dòng điện đoản mạch có thể sinh ra rất nhiều nhiệt ngay lập tức. Châm cứu khiến pin bị đoản mạch tại điểm châm cứu. Bản thân kim thép trở thành điểm đoản mạch và sinh ra một lượng nhiệt lớn để hình thành vùng quá nhiệt cục bộ dọc theo pin xung quanh kim thép. Đặt điện trở DC của pin là R, điện trở đoản mạch của vùng đoản mạch là r, điện áp pin là U và công suất sinh nhiệt trong vùng mạch Q: Q = U²r / (R + r)². Khi nhiệt độ trong vùng quá nhiệt cục bộ vượt quá điểm tới hạn, sẽ dẫn đến tình trạng quá nhiệt không kiểm soát được. Hiện nay, chất điện phân được sử dụng phổ biến nhất cho pin lithium-ion công nghiệp là dung môi hỗn hợp của LiPF ₆ và alkyl cacbonat (bao gồm ECPC, decemc, v.v.). Điểm chớp cháy của các dung môi thông dụng này như sau: 160 ℃ (EC) 132 ℃ (PC) 31 ℃ (DEC) 31C (DMC). Đồng thời, chất điện phân cũng sẽ phát ra phản ứng phân hủy. Phản ứng phân hủy diễn ra trong khoảng từ 170 ℃ đến 330 ℃, và nhiệt giải phóng khoảng 460 J / g, có liên quan đến muối lithium và dung môi. Trong thí nghiệm, nhiệt độ của pin chung tăng mạnh sau khi kim bị đoản mạch và có thể đạt khoảng 120 ℃ trong vài giây. Do alkyl cacbonat rất dễ cháy, khi vỏ pin lithium-ion bị thủng, dung môi rò rỉ và tiếp xúc với oxy trong không khí, có thể đốt cháy dung môi hữu cơ ở khu vực quá nhiệt gần kim thép, điều này sẽ khiến pin bắt lửa hoặc kích nổ pin bên trong.

Pin Lithium được tạo thành từ nhiều điện cực dương và âm được kết nối song song, như thể hiện trong Hình 1. Đầu đinh đầu tiên từ từ đâm thủng màng cách ly dương và âm của lớp đầu tiên, lúc này, dòng điện xả của lớp điện cực song song đầu tiên rất lớn, và các điện cực còn lại không bị đoản mạch được xả và làm nóng qua điểm ngắn mạch đầu tiên; Tiếp tục xuyên qua màng cách ly mảnh điện cực thứ hai và các điện cực còn lại chưa bị đoản mạch được giảm nhẹ bởi dòng điện xả tại hai điểm ngắn mạch hiện tại; Tiếp tục đâm thủng, dòng điện ngắn mạch tiếp tục giảm tuần tự cho đến khi xuyên qua hoàn toàn màng cách ly của miếng điện cực song song của pin. Lúc này, điểm ngắn mạch xảy ra giữa tất cả các điện cực và hiện tượng ngắn mạch tiếp tục xảy ra với dòng điện ngắn mạch tối thiểu. Nếu tốc độ đâm kim nhanh hơn, chẳng hạn như 40mm/giây, thì dòng điện ngắn mạch về cơ bản có thể được coi là tất cả các miếng điện cực được làm nóng dưới cùng một dòng điện ngắn mạch; Nếu tốc độ chậm, chẳng hạn như 0,1mm/giây, khi đâm vào tiền điện cực, dòng điện phóng điện lớn, nhiệt tức thời nhiều hơn và nhiệt độ cao được tạo ra, có thể kích thích phản ứng phân hủy của chất điện phân, khiến pin bị cháy. Nếu đầu kim vừa đâm thủng bề mặt pin trong quá trình thử nghiệm và dừng lại, thì dòng điện ngắn mạch lúc này cực lớn và khả năng xảy ra cháy rất lớn. Để đảm bảo khả năng lặp lại và khả năng tái tạo của thử nghiệm, cần phải chỉ định chính xác thiết bị được sử dụng, xác định đường kính, độ cứng, độ hoàn thiện bề mặt, chiều dài và độ côn của đầu kim, xác định số lần kim được tái sử dụng và các điều kiện xử lý; Đảm bảo đâm xuyên pin với cùng một tốc độ tại mọi thời điểm. Độ sâu đâm xuyên của pin cũng yêu cầu một thông số kỹ thuật thống nhất.