Сёння розныя аўтамабільныя кампаніі шырока выкарыстоўваюць літыевыя акумулятары ў сваіх акумулятарных батарэях, і шчыльнасць энергіі становіцца ўсё большай і большай, але людзі ўсё яшчэ хвалююцца з-за бяспекі акумулятараў, і гэта не з'яўляецца добрым рашэннем праблемы бяспекі акумулятараў. Цеплавы ўцёкі з'яўляюцца асноўным аб'ектам даследавання бяспекі акумулятараў, і на іх варта звярнуць увагу.
Па-першае, давайце разбярэмся, што такое цеплавы разгон. Цеплавы разгон — гэта ланцуговая рэакцыя, якая ўзнікае пад уздзеяннем розных фактараў. У выніку акумулятарам за кароткі прамежак часу вылучаецца вялікая колькасць цяпла і шкодных газаў, што ў сур'ёзных выпадках можа нават прывесці да ўзгарання і выбуху акумулятара. Існуе мноства прычын узнікнення цеплавога разгону, такіх як перагрэў, перазарадка, унутранае кароткае замыканне, сутыкненне і г.д. Цеплавы разгон акумулятара часта пачынаецца з раскладання адмоўнай плёнкі SEI ў ячэйцы акумулятара, пасля чаго адбываецца раскладанне і плаўленне дыяфрагмы, у выніку чаго ўтвараецца адмоўны электрод і электраліт. Затым адбываецца раскладанне як дадатнага электрода, так і электраліта, што выклікае маштабнае ўнутранае кароткае замыканне, якое прыводзіць да згарання электраліта, які затым распаўсюджваецца на іншыя ячэйкі, выклікаючы сур'ёзны цеплавы разгон і дазваляючы ўсёй батарэі самазагарацца.
Прычыны цеплавога разгону можна падзяліць на ўнутраныя і знешнія. Унутраныя прычыны часта выкліканыя ўнутранымі кароткімі замыканнямі; знешнія прычыны — механічнымі ўздзеяннямі, электрычнымі ўздзеяннямі, цеплавымі ўздзеяннямі і г.д.
Унутранае кароткае замыканне, якое ўяўляе сабой непасрэдны кантакт паміж станоўчым і адмоўным вывадамі акумулятара, моцна адрозніваецца па ступені кантакту і наступнай рэакцыі, якая запускаецца. Звычайна масавае ўнутранае кароткае замыканне, выкліканае механічным і тэрмічным уздзеяннем, непасрэдна правакуе цеплавы разгон. Наадварот, унутраныя кароткія замыканні, якія ўзнікаюць самастойна, адносна нязначныя, і цяпло, якое яны выпрацоўваюць, настолькі малое, што не адразу выклікае цеплавы разгон. Унутранае самаразвіццё звычайна ўключае вытворчыя дэфекты, пагаршэнне розных уласцівасцей, выкліканае старэннем акумулятара, такія як павелічэнне ўнутранага супраціўлення, адклады металічнага літыя, выкліканыя працяглым нязначным няправільным выкарыстаннем і г.д. З цягам часу рызыка ўнутранага кароткага замыкання, выкліканага такімі ўнутранымі прычынамі, будзе паступова павялічвацца.
Механічнае пашкоджанне азначае дэфармацыю манамера літыевай батарэі і акумулятарнага блока пад дзеяннем знешняй сілы, а таксама адноснае зрушэнне розных частак самога акумулятарнага блока. Асноўнымі формамі пашкоджання электрычнага элемента з'яўляюцца сутыкненне, экструзія і пракол. Напрыклад, старонні прадмет, да якога дакранаўся транспартны сродак на высокай хуткасці, непасрэдна прывёў да разбурэння ўнутранай дыяфрагмы батарэі, што, у сваю чаргу, выклікала кароткае замыканне ўнутры батарэі і справакавала самазагаранне на працягу кароткага прамежку часу.
Электрычнае злоўжыванне літыевых акумулятараў звычайна ўключае знешняе кароткае замыканне, перазарадку, пераразрадку ў некалькіх формах, якія, хутчэй за ўсё, перарастуць у цеплавы выкід і перазарадку. Знешняе кароткае замыканне ўзнікае, калі два праваднікі з перападам ціску злучаюцца па-за элементам. Знешнія кароткія замыканні ў акумулятарных блоках могуць быць выкліканыя дэфармацыяй, выкліканай сутыкненнямі транспартных сродкаў, апусканнем у ваду, забруджваннем праваднікоў або паражэннем электрычным токам падчас абслугоўвання. Як правіла, цяпло, якое вылучаецца пры знешнім кароткім замыканні, не награвае акумулятар, у адрозненне ад праколу. Важнай сувяззю паміж знешнім кароткім замыканнем і цеплавым выкідам з'яўляецца дасягненне тэмпературы кропкі перагрэву. Менавіта тады, калі цяпло, якое выпрацоўваецца знешнім кароткім замыканнем, не можа добра рассейвацца, тэмпература акумулятара павышаецца, і высокая тэмпература выклікае цеплавы выкід. Такім чынам, адключэнне току кароткага замыкання або рассейванне лішняга цяпла - гэта спосабы прадухіліць далейшае пашкоджанне ад знешняга кароткага замыкання. Перазарадка, з-за яе поўнай энергіі, з'яўляецца адной з найбольшых небяспек электрычнага злоўжывання. Выпрацоўка цяпла і газу - дзве распаўсюджаныя асаблівасці працэсу перазарадкі. Выпрацоўка цяпла адбываецца з-за омічнага цяпла і пабочных рэакцый. Па-першае, на паверхні анода растуць літыевыя дендрыты з-за празмернага ўбудавання літыя.
Меры цеплавой абароны ад уцечкі:
На этапе самастойнага нагрэву, каб прадухіліць цеплавы выкід стрыжня, у нас ёсць два варыянты: адзін - палепшыць і мадэрнізаваць матэрыял стрыжня. Сутнасць цеплавога выкіду ў асноўным заключаецца ў стабільнасці матэрыялаў станоўчых і адмоўных электродаў і электраліта. У будучыні нам таксама неабходна зрабіць больш значныя прарывы ў пакрыцці матэрыялу катода, мадыфікацыі, сумяшчальнасці аднастайнага электраліта і электрода, а таксама паляпшэнні цеплаправоднасці стрыжня. Або выбраць электраліт з высокай бяспекай, каб праявіць эфект вогнеахоўнага сродку. Па-другое, неабходна прыняць эфектыўныя рашэнні па кіраванні тэмпературай (Награвальнік астуджальнай вадкасці PTC/ Паветраны награвальнік PTC) звонку, каб падаўляць павышэнне тэмпературы літый-іённага акумулятара, каб гарантаваць, што плёнка SEI элемента не падымецца да тэмпературы растварэння, і, натуральна, не адбудзецца цеплавога разгону.
Час публікацыі: 17 сакавіка 2023 г.
