Днес различни автомобилни компании използват литиеви батерии в голям мащаб в захранващите батерии и енергийната плътност става все по-висока и по-висока, но хората все още са оцветени от безопасността на захранващите батерии и това не е добро решение за безопасността на батерии.Топлинното бягане е основният обект на изследване на безопасността на захранващите батерии и си струва да се съсредоточите върху него.
Първо, нека разберем какво е топлинно бягане.Топлинното бягане е явление на верижна реакция, предизвикано от различни задействания, което води до голямо количество топлина и вредни газове, отделяни от батерията за кратък период от време, което дори може да причини запалване и експлозия на батерията в сериозни случаи.Има много причини за появата на топлинно изтичане, като прегряване, презареждане, вътрешно късо съединение, сблъсък и т.н.. Термичното изтичане на батерията често започва от разлагането на отрицателния SEI филм в клетката на батерията, последвано от разлагане и топене на диафрагмата, което води до отрицателния електрод и електролита, последвано от разлагане както на положителния електрод, така и на електролита, като по този начин се задейства широкомащабно вътрешно късо съединение, причиняващо изгаряне на електролита, което след това се разпространява в други клетки, причинявайки сериозен топлинен бягство и позволява на целия пакет батерии да произвежда спонтанно запалване.
Причините за термичното бягане могат да бъдат разделени на вътрешни и външни причини.Вътрешните причини често се дължат на вътрешно късо съединение;външните причини се дължат на механично, електрическо, топлинно и др.
Вътрешното късо съединение, което е директен контакт между положителните и отрицателните клеми на батерията, варира значително в степента на контакт и последващата реакция, която се задейства.Обикновено масивно вътрешно късо съединение, причинено от механична и термична злоупотреба, директно ще задейства термично бягане.Обратно, вътрешните къси съединения, които се развиват сами по себе си, са сравнително незначителни и топлината, която генерира, е толкова малка, че не предизвиква незабавно термично бягане.Вътрешното саморазвитие обикновено включва производствени дефекти, влошаване на различни свойства, причинени от стареене на батерията, като повишено вътрешно съпротивление, отлагания на метален литий, причинени от дългосрочна лека неправилна употреба и т.н. С натрупването на времето рискът от вътрешно късо съединение, причинен от такива вътрешните причини постепенно ще нарастват.
Механична злоупотреба се отнася до деформацията на мономера на литиевата батерия и батерията под действието на външна сила и относителното изместване на различни части от нея.Основните форми срещу електрическата клетка включват сблъсък, екструзия и пробиване.Например чужд предмет, докоснат от превозното средство при висока скорост, директно доведе до срутване на вътрешната диафрагма на акумулатора, което от своя страна предизвика късо съединение в акумулатора и предизвика спонтанно запалване за кратък период от време.
Електрическата злоупотреба с литиеви батерии обикновено включва външно късо съединение, презареждане, преразреждане в няколко форми, което е най-вероятно да се развие в термично бягане към презареждане.Външно късо съединение възниква, когато два проводника с диференциално налягане са свързани извън клетката.Външните къси съединения в батериите могат да се дължат на деформация, причинена от сблъсък на превозно средство, потапяне във вода, замърсяване на проводника или токов удар по време на поддръжка.Обикновено топлината, отделена от външно късо съединение, не загрява батерията, за разлика от пробиването.Важната връзка между външното късо съединение и топлинния бягство е температурата, достигаща точката на прегряване.Когато топлината, генерирана от външното късо съединение, не може да се разсее добре, температурата на батерията се повишава и високата температура задейства термично бягане.Следователно прекъсването на тока на късо съединение или разсейването на излишната топлина са начини да се попречи на външното късо съединение да причини допълнителни щети.Презареждането, тъй като е пълно с енергия, е една от най-големите опасности от електрическа злоупотреба.Генерирането на топлина и газ са две общи характеристики на процеса на презареждане.Генерирането на топлина идва от омична топлина и странични реакции.Първо, литиевите дендрити растат върху повърхността на анода поради прекомерно вграждане на литий.
Мерки за защита от термично изтичане:
В етапа на самогенерирана топлина за инхибиране на термичното бягство на сърцевината имаме две възможности, едната е да подобрим и надградим материала на сърцевината, същността на термичното бягство се крие главно в стабилността на материалите на положителните и отрицателните електроди и електролит.В бъдеще също трябва да направим по-големи пробиви в покритието на катодния материал, модификацията, съвместимостта на хомогенния електролит и електрода и подобряването на топлопроводимостта на сърцевината.Или изберете електролит с висока безопасност, за да възпроизведете ефекта на забавяне на горенето.Второ, необходимо е да се приемат ефективни решения за управление на топлината (PTC нагревател на охлаждащата течност/ PTC въздушен нагревател) отвън, за да се потисне повишаването на температурата на литиево-йонната батерия, така че да се гарантира, че SEI филмът на клетката няма да се повиши до температурата на разтваряне и естествено няма да настъпи топлинно бягане.
Време на публикуване: 17 март 2023 г
