Денес, разни автомобилски компании користат литиумски батерии во голем обем во батериите за напојување, а густината на енергијата станува сè поголема и поголема, но луѓето сè уште се загрижени за безбедноста на батериите за напојување, а тоа не е добро решение за безбедноста на батериите. Термичкото бегство е главната истражувачка цел на безбедноста на батериите за напојување и вреди да се фокусираме на него.
Прво на сите, да разбереме што е термичко бегство. Термичкото бегство е феномен на верижна реакција предизвикан од разни предизвикувачи, што резултира со голема количина на топлина и штетни гасови што ги испушта батеријата во краток временски период, што дури може да предизвика батеријата да се запали и експлодира во сериозни случаи. Постојат многу причини за појава на термичко бегство, како што се прегревање, преполнување, внатрешен краток спој, судир итн. Термичкото бегство на батеријата често започнува со распаѓање на негативниот SEI филм во ќелијата на батеријата, проследено со распаѓање и топење на дијафрагмата, што резултира со негативна електрода и електролит, проследено со распаѓање и на позитивната електрода и на електролитот, со што се предизвикува внатрешен краток спој во голем обем, предизвикувајќи горење на електролитот, кој потоа се шири на други ќелии, предизвикувајќи сериозно термичко бегство и дозволувајќи целиот батериски пакет да произведе спонтано согорување.
Причините за термичко бегство можат да се поделат на внатрешни и надворешни. Внатрешните причини често се должат на внатрешни кратки споеви; надворешните причини се должат на механичка злоупотреба, електрична злоупотреба, термичка злоупотреба итн.
Внатрешниот краток спој, кој е директен контакт помеѓу позитивните и негативните терминали на батеријата, значително варира во степенот на контакт и последователната реакција што се активира. Обично масивен внатрешен краток спој предизвикан од механичка и термичка злоупотреба директно ќе предизвика термичко бегство. Спротивно на тоа, внатрешните кратки кола што се развиваат сами по себе се релативно мали, а топлината што ја генерира е толку мала што не предизвикува веднаш термичко бегство. Внатрешниот саморазвој најчесто вклучува дефекти во производството, влошување на разни својства предизвикани од стареење на батеријата, како што се зголемен внатрешен отпор, наслаги од литиум метал предизвикани од долготрајна блага злоупотреба итн. Со текот на времето, ризикот од внатрешен краток спој предизвикан од такви внатрешни причини постепено ќе се зголемува.
Механичко злоставување се однесува на деформација на мономерот на литиумската батерија и батерискиот пакет под дејство на надворешна сила и релативно поместување на различни делови од неа. Главните форми против електричната ќелија вклучуваат судир, истиснување и дупчење. На пример, туѓ предмет допрен од возилото со голема брзина директно довел до колапс на внатрешната дијафрагма на батеријата, што пак предизвикало краток спој во батеријата и предизвикало спонтано согорување во краток временски период.
Електричната злоупотреба на литиумските батерии генерално вклучува надворешен краток спој, преполнување, препразнење во неколку форми, што најверојатно ќе се развие во термичко бегство до преполнување. Надворешен краток спој се јавува кога два проводници со диференцијален притисок се поврзани надвор од ќелијата. Надворешните кратки споеви во батериите може да се должат на деформација предизвикана од судири на возила, потопување во вода, контаминација на проводниците или електричен удар за време на одржување. Типично, топлината ослободена од надворешен краток спој не ја загрева батеријата, за разлика од дупнување. Важната врска помеѓу надворешен краток спој и термичко бегство е температурата што достигнува точка на прегревање. Кога топлината генерирана од надворешниот краток спој не може добро да се дисипира, температурата на батеријата се зголемува и високата температура предизвикува термичко бегство. Затоа, прекинувањето на струјата на краток спој или дисипацијата на вишокот топлина се начини да се спречи надворешниот краток спој да предизвика понатамошно оштетување. Преполнувањето, поради неговата полна енергија, е една од најголемите опасности од електрична злоупотреба. Генерирањето топлина и гас се две вообичаени карактеристики на процесот на преполнување. Генерирањето топлина доаѓа од омска топлина и странични реакции. Прво, литиумските дендрити растат на површината на анодата поради прекумерно вградување на литиум.
Мерки за заштита од термичко бегство:
Во самогенерираната фаза на топлина, за да се спречи термичкото одлевање на јадрото, имаме две опции, едната е да се подобри и надгради материјалот на јадрото, суштината на термичкото одлевање главно лежи во стабилноста на материјалите на позитивните и негативните електроди и електролитот. Во иднина, исто така, треба да направиме поголеми откритија во обложувањето на материјалот на катодата, модификацијата, компатибилноста на хомоген електролит и електрода и подобрувањето на топлинската спроводливост на јадрото. Или да избереме електролит со висока безбедност за да го игра ефектот на забавувач на пламенот. Второ, потребно е да се усвојат ефикасни решенија за термичко управување (PTC грејач на течноста за ладење/ PTC грејач на воздух) од надвор за да се потисне зголемувањето на температурата на литиум-јонската батерија, со цел да се осигури дека SEI филмот на ќелијата нема да се искачи до температурата на растворање и, секако, нема да дојде до термичко бегство.
Време на објавување: 17 март 2023 година
