Různé automobilky dnes ve velkém používají lithiové baterie v napájecích bateriích a hustota energie je stále vyšší a vyšší, ale lidé jsou stále zabarveni bezpečností napájecích baterií a to není dobré řešení bezpečnosti baterie.Tepelný únik je hlavním výzkumným objektem bezpečnosti napájecích baterií a stojí za to se na něj zaměřit.
Nejprve si uvědomme, co je tepelný únik.Tepelný útěk je jev řetězové reakce spouštěný různými spouštěči, který má za následek velké množství tepla a škodlivých plynů emitovaných baterií během krátké doby, což může ve vážných případech způsobit dokonce požár a explozi baterie.Existuje mnoho důvodů pro výskyt tepelného úniku, jako je přehřátí, přebití, vnitřní zkrat, kolize atd.. Tepelný únik baterie často začíná rozkladem negativního filmu SEI v článku baterie, po kterém následuje rozklad a roztavení membrány, což má za následek zápornou elektrodu a elektrolyt, následovaný rozkladem kladné elektrody i elektrolytu, čímž se spustí rozsáhlý vnitřní zkrat, který způsobí spálení elektrolytu, který se pak šíří do dalších článků, což způsobí vážný tepelný únik a dovolující samovolnému vznícení celé baterie.
Příčiny tepelného útěku lze rozdělit na vnitřní a vnější příčiny.Vnitřní příčiny jsou často způsobeny vnitřními zkraty;vnější příčiny jsou způsobeny mechanickým poškozením, elektrickým poškozením, tepelným poškozením atd.
Vnitřní zkrat, což je přímý kontakt mezi kladným a záporným pólem baterie, se značně liší ve stupni kontaktu a následné spuštěné reakci.Obvykle masivní vnitřní zkrat způsobený mechanickým a tepelným poškozením přímo spustí tepelný únik.Naproti tomu vnitřní zkraty, které se vyvíjejí samy, jsou relativně malé a teplo, které generuje, je tak malé, že okamžitě nespustí tepelný únik.Vnitřní samovývoj běžně zahrnuje výrobní vady, zhoršení různých vlastností způsobené stárnutím baterie, jako je zvýšený vnitřní odpor, usazeniny lithiového kovu způsobené dlouhodobým mírným nesprávným používáním atd. S přibývajícím časem se zvyšuje riziko vnitřního zkratu způsobeného např. vnitřní příčiny budou postupně přibývat.
Mechanické zneužívání se týká deformace monomeru lithiové baterie a bateriové sady působením vnější síly a relativního posunutí různých částí sebe sama.Mezi hlavní formy proti elektrickému článku patří kolize, vytlačování a proražení.Například cizí předmět, kterého se vozidlo při vysoké rychlosti dotklo, přímo vedl ke zhroucení vnitřní membrány baterie, což následně způsobilo zkrat v baterii a během krátké doby spustilo samovznícení.
Elektrické zneužívání lithiových baterií obecně zahrnuje vnější zkrat, přebití, nadměrné vybití v několika formách, které se s největší pravděpodobností rozvinou do tepelného úniku až přebití.Vnější zkrat nastane, když jsou mimo článek připojeny dva vodiče s diferenčním tlakem.Vnější zkraty v bateriových sadách mohou být způsobeny deformací způsobenou kolizí vozidla, ponořením do vody, kontaminací vodičů nebo úrazem elektrickým proudem během údržby.Teplo uvolněné z vnějšího zkratu obvykle baterii nezahřeje, na rozdíl od propíchnutí.Důležitým spojením mezi vnějším zkratem a tepelným únikem je teplota dosahující bodu přehřátí.Když teplo generované vnějším zkratem nemůže být dobře rozptýleno, teplota baterie vzroste a vysoká teplota spustí tepelný únik.Přerušení zkratového proudu nebo odvádění přebytečného tepla jsou proto způsoby, jak zabránit dalšímu poškození externího zkratu.Přebíjení, protože je plné energie, je jedním z nejvyšších rizik zneužití elektrické energie.Výroba tepla a plynu jsou dva společné rysy procesu přebíjení.Vznik tepla pochází z ohmického tepla a vedlejších reakcí.Za prvé, lithiové dendrity rostou na povrchu anody v důsledku nadměrného ukládání lithia.
Opatření na ochranu proti tepelnému úniku:
Ve fázi samogenerovaného tepla pro zabránění tepelnému úniku jádra máme dvě možnosti, jednou je zlepšit a upgradovat materiál jádra, podstata tepelného úniku spočívá hlavně ve stabilitě materiálů kladných a záporných elektrod a elektrolyt.V budoucnu také potřebujeme dosáhnout většího průlomu v povlakování katodového materiálu, modifikaci, kompatibilitě homogenního elektrolytu a elektrody a zlepšení tepelné vodivosti jádra.Nebo si vyberte elektrolyt s vysokou bezpečností, který má účinek zpomalovače hoření.Za druhé je nutné přijmout účinná řešení tepelného managementu (PTC ohřívač chladicí kapaliny/ PTC ohřívač vzduchu) z vnějšku pro potlačení nárůstu teploty Li-ion baterie, aby se zajistilo, že film SEI článku nestoupne na teplotu rozpouštění a přirozeně nedojde k tepelnému úniku.
Čas odeslání: 17. března 2023
