I dag bruger forskellige bilfirmaer lithium-batterier i stor skala i strømbatterier, og energitætheden bliver højere og højere, men folk er stadig farvede af sikkerheden ved strømbatterier, og det er ikke en god løsning på sikkerheden vedr. batterier.Thermal runaway er det vigtigste forskningsobjekt for strømbatterisikkerhed, og det er værd at fokusere på.
Lad os først og fremmest forstå, hvad der er termisk løbsk.Thermal runaway er et kædereaktionsfænomen, der udløses af forskellige triggere, hvilket resulterer i en stor mængde varme og skadelige gasser, der udsendes af batteriet inden for kort tid, hvilket endda kan få batteriet til at gå i brand og eksplodere i alvorlige tilfælde.Der er mange årsager til forekomsten af termisk runaway, såsom overophedning, overopladning, intern kortslutning, kollision osv.. Batteri termisk runaway starter ofte fra nedbrydningen af den negative SEI-film i battericellen, efterfulgt af nedbrydning og smeltning af mellemgulvet, hvilket resulterer i den negative elektrode og elektrolytten, efterfulgt af nedbrydning af både den positive elektrode og elektrolytten, hvilket således udløser en storstilet intern kortslutning, hvilket får elektrolytten til at brænde, som derefter spredes til andre celler, hvilket forårsager en alvorlig termisk løbsk og tillader hele batteripakken at producere spontan forbrænding.
Årsagerne til termisk løbsk kan opdeles i interne og eksterne årsager.Interne årsager skyldes ofte interne kortslutninger;ydre årsager skyldes mekanisk misbrug, elektrisk misbrug, termisk misbrug mv.
En intern kortslutning, som er en direkte kontakt mellem batteriets positive og negative poler, varierer meget i graden af kontakt og den efterfølgende udløste reaktion.Normalt vil en massiv intern kortslutning forårsaget af mekanisk og termisk misbrug direkte udløse termisk løb.Derimod er interne kortslutninger, der udvikler sig af sig selv, relativt små, og den varme, den genererer, er så lille, at den ikke umiddelbart udløser termisk løb.Intern selvudvikling omfatter almindeligvis fabrikationsfejl, forringelse af forskellige egenskaber forårsaget af batteriældning, såsom øget intern modstand, lithiummetalaflejringer forårsaget af langvarig mildt misbrug osv. Efterhånden som tiden akkumuleres, vil risikoen for intern kortslutning forårsaget af f.eks. indre årsager vil gradvist stige.
Mekanisk misbrug refererer til deformation af lithiumbatterimonomer og batteripakke under påvirkning af ekstern kraft og den relative forskydning af forskellige dele af sig selv.De vigtigste former mod den elektriske celle omfatter kollision, ekstrudering og punktering.For eksempel førte et fremmedlegeme, der blev berørt af køretøjet ved høj hastighed, direkte til kollapset af batteriets indre membran, hvilket igen forårsagede en kortslutning i batteriet og udløste selvantændelse inden for en kort periode.
Det elektriske misbrug af lithiumbatterier omfatter generelt ekstern kortslutning, overopladning, overafladning adskillige former, hvilket med stor sandsynlighed udvikler sig til termisk løbsk for at overoplade.Ekstern kortslutning opstår, når to ledere med differenstryk er forbundet uden for cellen.Eksterne kortslutninger i batteripakker kan skyldes deformation forårsaget af køretøjskollisioner, vandnedsænkning, lederkontamination eller elektrisk stød under vedligeholdelse.Typisk opvarmer den varme, der frigives fra en ekstern kortslutning, ikke batteriet i modsætning til en punktering.Den vigtige forbindelse mellem en ekstern kortslutning og termisk løbsk er, at temperaturen når overophedningspunktet.Det er, når varmen, der genereres af den eksterne kortslutning, ikke kan spredes godt, at batteritemperaturen stiger, og den høje temperatur udløser termisk løb.Derfor er afbrydelse af kortslutningsstrømmen eller bortledning af overskydende varme måder at forhindre den eksterne kortslutning i at producere yderligere skade.Overopladning er på grund af dens fulde energi en af de største farer ved elektrisk misbrug.Generering af varme og gas er to almindelige træk ved overopladningsprocessen.Varmeudviklingen kommer fra ohmsk varme og sidereaktioner.For det første vokser lithiumdendritter på anodeoverfladen på grund af overdreven lithiumindlejring.
Termiske løbsbeskyttelsesforanstaltninger:
I det selvgenererede varmetrin for at hæmme termisk løb af kernen har vi to muligheder, den ene er at forbedre og opgradere materialet i kernen, essensen af termisk løbsk ligger hovedsageligt i stabiliteten af de positive og negative elektrodematerialer og elektrolyt.I fremtiden er vi også nødt til at lave højere gennembrud i katodematerialebelægning, modifikation, kompatibilitet af homogen elektrolyt og elektrode og forbedring af kernens termiske ledningsevne.Eller vælg elektrolytten med høj sikkerhed for at spille effekten af flammehæmmende middel.For det andet er det nødvendigt at vedtage effektive varmestyringsløsninger (PTC kølevæskevarmer/ PTC luftvarmer) udefra for at undertrykke temperaturstigningen på Li-ion-batteriet, for at sikre, at cellens SEI-film ikke stiger til opløsningstemperaturen, og naturligvis vil der ikke forekomme termisk løb.
Indlægstid: 17-mars-2023
