I dag bruker ulike bilfirmaer litiumbatterier i stor skala i strømbatterier, og energitettheten blir høyere og høyere, men folk er fortsatt farget av sikkerheten til strømbatterier, og det er ikke en god løsning på sikkerheten til batterier.Thermal runaway er hovedforskningsobjektet for strømbatterisikkerhet, og det er verdt å fokusere på.
Først av alt, la oss forstå hva som er termisk runaway.Thermal runaway er et kjedereaksjonsfenomen som utløses av ulike triggere, som resulterer i en stor mengde varme og skadelige gasser som slippes ut av batteriet i løpet av kort tid, noe som til og med kan føre til at batteriet tar fyr og eksploderer i alvorlige tilfeller.Det er mange årsaker til forekomsten av termisk løping, som overoppheting, overlading, intern kortslutning, kollisjon osv.. Termisk løping av batteri starter ofte fra dekomponeringen av den negative SEI-filmen i battericellen, etterfulgt av dekomponering og smelting av membranen, noe som resulterer i den negative elektroden og elektrolytten, etterfulgt av dekomponering av både den positive elektroden og elektrolytten, og utløser dermed en storstilt intern kortslutning som får elektrolytten til å brenne, som deretter sprer seg til andre celler, noe som forårsaker en alvorlig termisk løping og lar hele batteripakken produsere spontan forbrenning.
Årsakene til termisk løping kan deles inn i interne og eksterne årsaker.Interne årsaker skyldes ofte interne kortslutninger;ytre årsaker skyldes mekanisk misbruk, elektrisk misbruk, termisk misbruk, etc.
En intern kortslutning, som er en direkte kontakt mellom de positive og negative polene på batteriet, varierer mye i kontaktgraden og den påfølgende reaksjonen som utløses.Vanligvis vil en massiv intern kortslutning forårsaket av mekanisk og termisk misbruk direkte utløse termisk løping.Derimot er interne kortslutninger som utvikler seg av seg selv relativt små, og varmen den genererer er så liten at den ikke umiddelbart utløser termisk løping.Intern egenutvikling inkluderer vanligvis produksjonsfeil, forringelse av ulike egenskaper forårsaket av batterialdring, som økt intern motstand, litiummetallavleiringer forårsaket av langvarig mild misbruk, etc. Ettersom tiden samler seg, vil risikoen for intern kortslutning forårsaket av slike indre årsaker vil gradvis øke.
Mekanisk misbruk, refererer til deformasjonen av litiumbatterimonomer og batteripakke under påvirkning av ytre kraft, og den relative forskyvningen av forskjellige deler av seg selv.Hovedformene mot den elektriske cellen inkluderer kollisjon, ekstrudering og punktering.For eksempel førte et fremmedlegeme som ble berørt av kjøretøyet i høy hastighet direkte til kollaps av den interne membranen til batteriet, som igjen forårsaket en kortslutning i batteriet og utløste selvantennelse i løpet av kort tid.
Det elektriske misbruket av litiumbatterier inkluderer generelt ekstern kortslutning, overlading, overutlading flere former, som mest sannsynlig vil utvikle seg til termisk løping for å overlade.Ekstern kortslutning oppstår når to ledere med differansetrykk kobles utenfor cellen.Ekstern kortslutning i batteripakker kan skyldes deformasjon forårsaket av kjøretøykollisjoner, vannnedsenkning, lederforurensning eller elektrisk støt under vedlikehold.Vanligvis varmen som frigjøres fra en ekstern kortslutning varmer ikke batteriet i motsetning til en punktering.Den viktige koblingen mellom en ekstern kortslutning og termisk løping er temperaturen som når punktet for overoppheting.Det er når varmen som genereres av den eksterne kortslutningen ikke kan spres godt at batteritemperaturen stiger og den høye temperaturen utløser termisk løping.Derfor er det å kutte av kortslutningsstrømmen eller spre overflødig varme måter å hindre den eksterne kortslutningen i å produsere ytterligere skade.Overlading, på grunn av sin fulle av energi, er en av de største farene ved elektrisk misbruk.Generering av varme og gass er to vanlige trekk ved overladingsprosessen.Varmeutviklingen kommer fra ohmsk varme og sidereaksjoner.Først vokser litiumdendritter på anodeoverflaten på grunn av overdreven litiuminnstøping.
Beskyttelsestiltak for termisk løping:
I det selvgenererte varmestadiet for å hemme termisk løping av kjernen, har vi to alternativer, det ene er å forbedre og oppgradere materialet i kjernen, essensen av termisk løping ligger hovedsakelig i stabiliteten til de positive og negative elektrodematerialene og elektrolytt.I fremtiden må vi også gjøre høyere gjennombrudd i katodematerialbelegg, modifikasjon, kompatibilitet av homogen elektrolytt og elektrode, og forbedre den termiske ledningsevnen til kjernen.Eller velg elektrolytten med høy sikkerhet for å spille effekten av flammehemmende middel.For det andre er det nødvendig å ta i bruk effektive termiske styringsløsninger (PTC kjølevæskevarmer/ PTC luftvarmer) fra utsiden for å undertrykke temperaturøkningen til Li-ion-batterier, for å sikre at SEI-filmen til cellen ikke vil stige til oppløsningstemperaturen, og naturlig nok vil termisk løping ikke forekomme.
Innleggstid: 17. mars 2023
