Avui en dia, diverses empreses d'automòbils utilitzen bateries de liti a gran escala en bateries de potència, i la densitat d'energia és cada cop més alta, però la gent encara es veu afectada per la seguretat de les bateries d'energia, i no és una bona solució per a la seguretat de bateries.La fuga tèrmica és el principal objecte d'investigació de la seguretat de la bateria d'energia, i val la pena centrar-s'hi.
En primer lloc, entenem què és la fuga tèrmica.La fuga tèrmica és un fenomen de reacció en cadena desencadenat per diversos desencadenants, que provoca una gran quantitat de calor i gasos nocius emesos per la bateria en un curt període de temps, que fins i tot poden provocar que la bateria s'incendi i exploti en casos greus.Hi ha moltes raons per a l'aparició d'embalatge tèrmic, com ara el sobreescalfament, la sobrecàrrega, el curtcircuit intern, la col·lisió, etc. La fuga tèrmica de la bateria sovint comença a partir de la descomposició de la pel·lícula SEI negativa a la cel·la de la bateria, seguida de la descomposició i la fusió. del diafragma, resultant en l'elèctrode negatiu i l'electròlit, seguit de la descomposició tant de l'elèctrode positiu com de l'electròlit, provocant així un curtcircuit intern a gran escala, fent que l'electròlit es cremi, que després s'estén a altres cèl·lules, provocant una fuga tèrmica greu i permet que tot el paquet de bateries produeixi una combustió espontània.
Les causes de la fugida tèrmica es poden dividir en causes internes i externes.Les causes internes sovint es deuen a curtcircuits interns;Les causes externes són degudes al maltractament mecànic, elèctric, tèrmic, etc.
Un curtcircuit intern, que és un contacte directe entre els terminals positius i negatius de la bateria, varia molt en el grau de contacte i la reacció posterior desencadenada.Normalment, un curtcircuit intern massiu causat per un abús mecànic i tèrmic provocarà directament una fuga tèrmica.En canvi, els curtcircuits interns que es desenvolupen per si mateixos són relativament menors, i la calor que genera és tan petita que no desencadena immediatament la fuga tèrmica.L'autodesenvolupament intern inclou habitualment defectes de fabricació, deteriorament de diverses propietats causats per l'envelliment de la bateria, com ara l'augment de la resistència interna, dipòsits de metall de liti causats per un mal ús lleu a llarg termini, etc. A mesura que s'acumula el temps, el risc de curtcircuit intern causat per aquests les causes internes aniran augmentant gradualment.
L'abús mecànic, es refereix a la deformació del monòmer de la bateria de liti i la bateria sota l'acció de la força externa i el desplaçament relatiu de diferents parts de si mateix.Les principals formes contra la cèl·lula elèctrica inclouen col·lisió, extrusió i punxada.Per exemple, un objecte estrany tocat pel vehicle a gran velocitat va provocar directament el col·lapse del diafragma intern de la bateria, que al seu torn va provocar un curtcircuit dins de la bateria i va provocar una combustió espontània en un curt període de temps.
L'abús elèctric de les bateries de liti generalment inclou curtcircuits externs, sobrecàrrega, sobredescàrrega de diverses formes, que és més probable que es converteixi en una fugida tèrmica per sobrecàrrega.El curtcircuit extern es produeix quan dos conductors amb pressió diferencial estan connectats fora de la cèl·lula.Els curtcircuits externs dels paquets de bateries poden ser deguts a la deformació causada per col·lisions de vehicles, immersió en aigua, contaminació del conductor o descàrrega elèctrica durant el manteniment.Normalment, la calor alliberada per un curtcircuit extern no escalfa la bateria en lloc d'una punxada.L'enllaç important entre un curtcircuit extern i la fuga tèrmica és la temperatura que arriba al punt de sobreescalfament.És quan la calor generada pel curtcircuit extern no es pot dissipar bé que la temperatura de la bateria augmenta i l'alta temperatura provoca una fuga tèrmica.Per tant, tallar el corrent de curtcircuit o dissipar l'excés de calor són maneres d'inhibir que el curtcircuit extern produeixi més danys.La sobrecàrrega, a causa del seu ple d'energia, és un dels majors perills d'abús elèctric.La generació de calor i gas són dues característiques comunes del procés de sobrecàrrega.La generació de calor prové de la calor òhmica i les reaccions laterals.En primer lloc, les dendrites de liti creixen a la superfície de l'ànode a causa d'una incrustació excessiva de liti.
Mesures de protecció tèrmica contra fugida:
A l'etapa de calor autogenerada per inhibir la fuga tèrmica del nucli, tenim dues opcions, una és millorar i actualitzar el material del nucli, l'essència de la fuga tèrmica rau principalment en l'estabilitat dels materials de l'elèctrode positiu i negatiu i electròlit.En el futur, també hem de fer avenços més elevats en el recobriment del material del càtode, la modificació, la compatibilitat d'electròlits i elèctrodes homogenis i millorar la conductivitat tèrmica del nucli.O trieu l'electròlit amb alta seguretat per reproduir l'efecte del retardant de flama.En segon lloc, cal adoptar solucions eficients de gestió tèrmica (Escalfador de refrigerant PTC/ Escalfador d'aire PTC) des de l'exterior per suprimir l'augment de la temperatura de la bateria d'ions de liti, per tal d'assegurar que la pel·lícula SEI de la cèl·lula no s'eleva a la temperatura de dissolució i, naturalment, no es produirà una fuga tèrmica.
Hora de publicació: 17-mar-2023
