Danas razne automobilske tvrtke koriste litijeve baterije u velikoj mjeri u baterijama za napajanje, a gustoća energije postaje sve veća i veća, ali ljudi su još uvijek obojeni sigurnošću baterija za napajanje, a to nije dobro rješenje za sigurnost baterije.Toplinski bijeg glavni je predmet istraživanja sigurnosti baterija i na njega se vrijedi usredotočiti.
Prije svega, shvatimo što je toplinski bijeg.Toplinski bijeg je pojava lančane reakcije koju pokreću različiti okidači, što rezultira velikom količinom topline i štetnih plinova koje baterija emitira u kratkom vremenskom razdoblju, što čak može uzrokovati da se baterija zapali i eksplodira u ozbiljnim slučajevima.Postoje mnogi razlozi za pojavu toplinskog odlaska, kao što su pregrijavanje, prekomjerno punjenje, unutarnji kratki spoj, sudar itd.. Toplinski odlazak baterije često počinje razgradnjom negativnog SEI filma u baterijskoj ćeliji, nakon čega slijedi razgradnja i taljenje dijafragme, što dovodi do negativne elektrode i elektrolita, nakon čega slijedi razgradnja i pozitivne elektrode i elektrolita, čime se pokreće unutarnji kratki spoj velikih razmjera, uzrokujući sagorijevanje elektrolita, koji se zatim širi na druge stanice, uzrokujući ozbiljan toplinski bijeg i dopuštanje cijelom paketu baterija da proizvede spontano sagorijevanje.
Uzroci toplinskog bijega mogu se podijeliti na unutarnje i vanjske uzroke.Unutarnji uzroci često su posljedica unutarnjih kratkih spojeva;vanjski uzroci su zbog mehaničkog, električnog, toplinskog, itd.
Unutarnji kratki spoj, koji je izravan kontakt između pozitivnog i negativnog pola baterije, uvelike varira u stupnju kontakta i posljedičnoj reakciji koja se pokreće.Obično će masivni unutarnji kratki spoj uzrokovan mehaničkim i toplinskim opterećenjem izravno izazvati toplinski bijeg.Nasuprot tome, unutarnji kratki spojevi koji se razvijaju sami od sebe relativno su mali, a toplina koju stvara je toliko mala da ne izaziva odmah toplinski bijeg.Unutarnji samorazvoj obično uključuje nedostatke u proizvodnji, pogoršanje raznih svojstava uzrokovanih starenjem baterije, poput povećanog unutarnjeg otpora, metalnih naslaga litija uzrokovanih dugotrajnom blagom pogrešnom uporabom itd. Kako se vrijeme nakuplja, rizik od unutarnjeg kratkog spoja uzrokovan takvim unutarnji uzroci postupno će se povećavati.
Mehanička zloupotreba odnosi se na deformaciju monomera litijeve baterije i baterije pod djelovanjem vanjske sile i relativno pomicanje različitih dijelova same baterije.Glavni oblici protiv električne ćelije uključuju sudar, istiskivanje i probijanje.Na primjer, strano tijelo koje je vozilo dotaklo pri velikoj brzini izravno je dovelo do kolapsa unutarnje dijafragme akumulatora, što je zauzvrat izazvalo kratki spoj unutar akumulatora i pokrenulo spontano sagorijevanje u kratkom vremenskom razdoblju.
Električna zlouporaba litijevih baterija općenito uključuje vanjski kratki spoj, prekomjerno punjenje, prekomjerno pražnjenje u nekoliko oblika, što će se najvjerojatnije razviti u toplinski bijeg do prekomjernog punjenja.Vanjski kratki spoj nastaje kada su dva vodiča s diferencijalnim tlakom spojena izvan ćelije.Vanjski kratki spojevi u baterijskim paketima mogu biti posljedica deformacije uzrokovane sudarima vozila, uranjanjem u vodu, kontaminacijom vodiča ili strujnim udarom tijekom održavanja.Tipično, toplina oslobođena vanjskim kratkim spojem ne zagrijava bateriju za razliku od proboja.Važna veza između vanjskog kratkog spoja i toplinskog odlaska je temperatura koja doseže točku pregrijavanja.Kada se toplina koju stvara vanjski kratki spoj ne može dobro raspršiti, temperatura baterije raste, a visoka temperatura izaziva toplinski bijeg.Stoga su prekid struje kratkog spoja ili rasipanje viška topline načini za sprječavanje daljnjeg oštećenja vanjskim kratkim spojem.Pretjerano punjenje, zbog pune energije, jedna je od najvećih opasnosti od zlouporabe električne energije.Stvaranje topline i plina dvije su zajedničke značajke procesa prekomjernog punjenja.Stvaranje topline dolazi od omske topline i sporednih reakcija.Prvo, litijevi dendriti rastu na površini anode zbog prekomjernog ugrađivanja litija.
Mjere zaštite od toplinskog odlijevanja:
U fazi samogenerirane topline za sprječavanje toplinskog odlaska jezgre, imamo dvije mogućnosti, jedna je poboljšati i nadograditi materijal jezgre, bit toplinskog odlaska uglavnom leži u stabilnosti materijala pozitivne i negativne elektrode i elektrolit.U budućnosti također moramo napraviti veće pomake u presvlačenju katodnog materijala, modifikaciji, kompatibilnosti homogenog elektrolita i elektrode i poboljšanju toplinske vodljivosti jezgre.Ili odaberite elektrolit s visokom sigurnošću kako biste imali učinak usporavanja plamena.Drugo, potrebno je usvojiti učinkovita rješenja upravljanja toplinom (PTC grijač rashladne tekućine/ PTC grijač zraka) izvana za suzbijanje porasta temperature litij-ionske baterije, kako bi se osiguralo da SEI film ćelije neće porasti do temperature otapanja, i prirodno, neće doći do toplinskog bijega.
Vrijeme objave: 17. ožujka 2023
