Бүгінгі таңда әртүрлі автомобиль компаниялары литий батареяларын қуат батареяларында кең ауқымда пайдаланады және энергия тығыздығы жоғарырақ барады, бірақ адамдар әлі де қуат батареяларының қауіпсіздігімен боялады және бұл батареялардың қауіпсіздігіне жақсы шешім емес. батареялар.Термиялық қашу - қуат батареяларының қауіпсіздігінің негізгі зерттеу нысаны және оған назар аудару керек.
Ең алдымен, термиялық қашу дегеніміз не екенін түсінейік.Жылулық қашу - бұл әртүрлі триггерлермен туындаған тізбекті реакция құбылысы, нәтижесінде батареядан қысқа уақыт ішінде көп мөлшерде жылу және зиянды газдар бөлінеді, бұл тіпті батареяның өртеніп кетуіне және ауыр жағдайларда жарылуына әкелуі мүмкін.Қызып кету, шамадан тыс зарядтау, ішкі қысқа тұйықталу, соқтығысу және т.б. сияқты термиялық қашудың пайда болуының көптеген себептері бар. Батареяның термиялық қашуы көбінесе батарея ұяшығындағы теріс SEI пленкасының ыдырауынан басталады, содан кейін ыдырау және балқу. диафрагманың, нәтижесінде теріс электрод пен электролит пайда болады, содан кейін оң электродтың да, электролиттің де ыдырауы жүреді, осылайша кең ауқымды ішкі қысқа тұйықталуды тудырады, электролиттің күйіп кетуіне әкеледі, содан кейін ол басқа жасушаларға таралады, елеулі термиялық қашу және бүкіл батарея жинағының өздігінен жануын тудыруға мүмкіндік береді.
Термиялық қашудың себептерін ішкі және сыртқы себептерге бөлуге болады.Ішкі себептер көбінесе ішкі қысқа тұйықталуларға байланысты;сыртқы себептер механикалық теріс пайдалану, электр тогы, термиялық теріс пайдалану және т.б.
Батареяның оң және теріс терминалдары арасындағы тікелей байланыс болып табылатын ішкі қысқа тұйықталу жанасу дәрежесінде және іске қосылған кейінгі реакцияда айтарлықтай өзгереді.Әдетте механикалық және термиялық теріс пайдаланудан туындаған үлкен ішкі қысқа тұйықталу термиялық қашуды тікелей іске қосады.Керісінше, өздігінен дамитын ішкі қысқа тұйықталулар салыстырмалы түрде шамалы және ол тудыратын жылу соншалықты аз, ол бірден термиялық қашуды тудырмайды.Ішкі өзін-өзі дамыту әдетте өндірістік ақауларды, батареяның ескіруінен туындаған әртүрлі қасиеттердің нашарлауын, мысалы, ішкі кедергінің жоғарылауын, ұзақ мерзімді жұмсақ дұрыс пайдаланбаудан туындаған литий металдарының шөгінділерін және т.б. қамтиды. Уақыт жинақталған сайын, ішкі қысқа тұйықталу қаупі осындай ішкі себептер бірте-бірте артады.
Механикалық теріс пайдалану сыртқы күш әсерінен литий аккумуляторының мономері мен аккумулятор жинағының деформациясын және өзінің әртүрлі бөліктерінің салыстырмалы ығысуын білдіреді.Электрлік ұяшыққа қарсы негізгі формаларға соқтығыс, экструзия және пункция жатады.Мысалы, жоғары жылдамдықпен көлікке тиген бөгде зат аккумулятордың ішкі диафрагмасының опырылуына әкеліп соқты, бұл өз кезегінде аккумулятордың ішінде қысқа тұйықталуды тудырды және қысқа уақыт ішінде өздігінен жануды тудырды.
Литий батареяларының электрлік теріс пайдалануы әдетте сыртқы қысқа тұйықталуды, шамадан тыс зарядтауды, шамадан тыс зарядсызданудың бірнеше түрін қамтиды, бұл шамадан тыс зарядтау үшін термиялық қашуға айналуы мүмкін.Сыртқы қысқа тұйықталу ұяшықтан тыс дифференциалды қысымы бар екі өткізгіш қосылғанда пайда болады.Батарея жинақтарындағы сыртқы қысқа тұйықталулар көліктің соқтығысуы, суға батырылуы, өткізгіштің ластануы немесе техникалық қызмет көрсету кезінде электр тогының соғуы нәтижесінде пайда болған деформацияға байланысты болуы мүмкін.Әдетте, сыртқы қысқа тұйықталудан бөлінетін жылу пункцияға қарағанда батареяны қыздырмайды.Сыртқы қысқа тұйықталу мен термиялық қашу арасындағы маңызды байланыс қызып кету нүктесіне жететін температура болып табылады.Сыртқы қысқа тұйықталу нәтижесінде пайда болатын жылуды жақсы тарата алмаған кезде, батарея температурасы көтеріледі және жоғары температура термиялық қашуды тудырады.Сондықтан қысқа тұйықталу тогын өшіру немесе артық жылуды тарату сыртқы қысқа тұйықталудың одан әрі зақымдануын болдырмаудың жолы болып табылады.Энергияға толы болғандықтан, шамадан тыс зарядтау электр қуатын теріс пайдаланудың ең жоғары қауіптерінің бірі болып табылады.Жылу мен газдың пайда болуы шамадан тыс зарядтау процесінің екі жалпы ерекшелігі болып табылады.Жылу генерациясы омдық жылу мен жанама реакциялардан туындайды.Біріншіден, литийдің шамадан тыс енуіне байланысты анод бетінде литий дендриттері өседі.
Термиялық қашулардан қорғау шаралары:
Ядроның термиялық қашуын тежеу үшін өздігінен пайда болатын жылу сатысында бізде екі нұсқа бар, бірі ядроның материалын жақсарту және жаңарту, термиялық қашудың мәні негізінен оң және теріс электрод материалдарының тұрақтылығында және электролит.Болашақта біз сонымен қатар катодты материалды жабу, модификациялау, біртекті электролит пен электродтың үйлесімділігі және ядроның жылу өткізгіштігін жақсарту бойынша жоғары жетістіктерге жетуіміз керек.Немесе жалынға қарсы әсер ету үшін қауіпсіздігі жоғары электролиттерді таңдаңыз.Екіншіден, жылуды басқарудың тиімді шешімдерін қабылдау қажет (PTC салқындатқыш қыздырғыш/ PTC ауа жылытқышы) ұяшықтың SEI пленкасы еру температурасына дейін көтерілмеуін және табиғи түрде термиялық қашудың болмайтынын қамтамасыз ету үшін Li-ion батареясының температурасының жоғарылауын басу үшін сырттан.
Хабарлама уақыты: 17 наурыз 2023 ж
