كيفية جعل بطارية ليثيوم أيون "خارج السيطرة الحرارية" لتثبيت الفرامل!

Auctor Iflowpower - პორტატული ელექტროსადგურის მიმწოდებელი

إن ارتفاع درجة الحرارة بشكل خارج عن السيطرة هو أخطر حادث سلامة عند استخدام بطاريات الليثيوم أيون. غالبًا ما يكون سبب خروج الحرارة عن السيطرة هو بطارية أيون الليثيوم حيث يتم تدمير الحجاب الحاجز، أو كسر الحجاب الحاجز، أو بسبب ماس كهربائي خارجي خارج البطارية. لقد تسبب في كمية كبيرة من الحرارة، مما تسبب في كمية كبيرة من الحرارة، وبدء مادة نشطة في القطب الموجب والسالب والإلكتروليت، مما تسبب في بطارية ليثيوم أيون لمنع انفجارها، مما يهدد بشكل خطير حياة وسلامة ممتلكات المستخدمين.

لذلك، ستكون هناك حاجة عامة لبطارية الليثيوم أيون في الكشف عن سلامة بطارية الليثيوم أيون، ويجب أن تمر بطارية الليثيوم أيون بشحن زائد، وطباعة زائدة، وقصر الدائرة والبثق، والوخز بالإبر، ولكن مع التحسين المستمر لكثافة طاقة بطارية الليثيوم وسعة البطارية، اجتازت البطارية اختبار الوخز بالإبر وأصبح الاختبار أكثر صعوبة، لذلك لم يتم تنفيذ اختبار الوخز بالإبر في "متطلبات سلامة بطارية الليثيوم أيون للسيارات الكهربائية" المعلن عنها في وزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات. ومع ذلك، فإن الإصدار الجديد لا يتطلب أي علاقة باختبار الوخز بالإبر. لاحقًا، ليس من الممكن استعادته.

إذا نجح المصنع في تحقيق سعة كبيرة وكثافة طاقة عالية لبطارية الليثيوم من خلال اختبار الوخز بالإبر بسلاسة، فسيكون ذلك مهمًا في المنافسة. المزايا. اليوم سنتحدث عن تلك التقنيات التي "تكبح" بطاريات الليثيوم أيون.

1. مثبطات اللهب السائلة الإلكتروليتية مثبطات اللهب الإلكتروليتية هي طريقة فعالة للغاية لتقليل الحرارة الخارجة عن السيطرة للبطارية، ولكن هذه المثبطات للهب غالبًا ما يكون لها تأثير خطير على الأداء الكهروكيميائي لبطاريات الليثيوم أيون، لذلك يصعب استخدامها في الاستخدام الفعلي. من أجل حل هذه المشكلة، يقوم فريق Yuqiao من Sheng Diego، كاليفورنيا، الصين [1] بتخزين مثبط اللهب DBA (dibenzylamine) في الجزء الداخلي من الكبسولات الدقيقة في حالة حزمة الكبسولة، التشتت في المنحل بالكهرباء، لن يؤثر على الأداء الكهربائي لبطارية الليثيوم أيون، ولكن عندما يتم تدمير البطارية عن طريق البثق، سيتم إطلاق مثبط اللهب في هذه الكبسولات، والبطارية "سامة" تسبب فشل البطارية، وبالتالي منع حدوث الحرارة الخارجة عن السيطرة.

يستخدم فريق Yuqiao 2018 [2] مرة أخرى التقنية المذكورة أعلاه، حيث يتم استخدام الإيثيلين جليكول والإيثيلين ديامين كمثبط للهب، ويتم تحميل الجزء الداخلي من بطارية أيون الليثيوم في بطارية أيون الليثيوم التي انخفضت بنسبة 70٪ في اختبار الوخز بالإبر. تم تقليل خطر خروج بطاريات الليثيوم أيون عن السيطرة بشكل كبير. الطريقة المذكورة أعلاه هي التدمير الذاتي، أي بمجرد استخدام مثبط اللهب، سيتم التخلص من بطارية أيون الليثيوم بالكامل، وقد طور فريق أتسويامادا من جامعة طوكيو، اليابان [3] نوعًا من مثبطات اللهب الناتجة عن بطارية أيون الليثيوم، حيث يستخدم المحلول الكهربائي تركيزات عالية من NaN (SO2F) 2 (Nafsa) orlin (SO2F) 2 (LIFSA) كملح ليثيوم، ويضاف إليه مثبط اللهب الشائع.

لقد أدى إستر TMP إلى تحسين الاستقرار الحراري لبطارية الليثيوم أيون بشكل كبير، مما يجعلها أكثر قوة. لا يؤثر إضافة مثبطات اللهب على أداء دورة بطارية أيون الليثيوم، وتتبع البطارية المنحل بالكهرباء ويمكن تداولها بشكل مستقر أكثر من 1000 مرة (C / 5) 1200 مرة في الدورة، ومعدل الاحتفاظ بالسعة 95٪. من خلال المادة المضافة، تمتلك بطارية أيون الليثيوم خاصية مثبطة للهب لمنع أحد مسارات الحرارة الخارجة عن السيطرة لبطاريات أيون الليثيوم، ولدى بعض الأشخاص طريقة أخرى، محاولين منع حدوث دوائر قصيرة في بطاريات أيون الليثيوم الناجمة عن الجذر من السبب الجذري، وبالتالي تحقيق الغرض من التقاط الجزء السفلي من الغلاية.

القضاء تماما على حدوث الحرارة الخارجة عن السيطرة. وفي حالة بطارية الليثيوم الديناميكية المستخدمة، فإنها قد تواجه تأثيراً عنيفاً، وفقاً لجابرييل من مختبر أوك ريدج الوطني الأمريكي. قام فيث بتصميم إلكتروليت [4] ذو خاصية تكثيف القص، والذي يستخدم خصائص السائل غير النيوتوني.

في الحالة الطبيعية، يكون المنحل بالكهرباء في حالة سائلة، ولكن عند مواجهة تأثير مفاجئ، سوف يتحول إلى الحالة الصلبة بشكل غير طبيعي، ويمكنه حتى تحقيق تأثير الرصاص. من السبب الجذري، يتم منع خطر فقدان الحرارة في البطارية أثناء تعطل بطارية الليثيوم القوية. 2.

يأخذنا هيكل البطارية إلى رؤية كيفية إخراج الحرارة عن السيطرة، وتأخذ بطارية الليثيوم أيون الحالية في الاعتبار حاليًا مشكلة الحرارة الخارجة عن السيطرة في تصميم الهيكل، كما هو الحال في الغطاء العلوي لـ 18650. يوجد عادة صمام تخفيف الضغط، ومن الممكن تخفيف الضغط داخل البطارية أثناء خروج الحرارة عن السيطرة. يتم زيادة معامل درجة الحرارة الإيجابي لمادة PTC في الغطاء العلوي للبطارية الثانية بشكل كبير عندما تزيد درجة حرارة فقدان الحرارة.

قم بتقليل التيار لتقليل الحرارة. بالإضافة إلى ذلك، يتم أخذ تصميم الدائرة القصيرة بين الأقطاب الموجبة والسالبة في الاعتبار عند تصميم هيكل بطارية المونومر، والعوامل مثل العطل والمواد المعدنية وما إلى ذلك، مما يتسبب في وقوع حوادث تتعلق بالسلامة.

ثانياً، عند تصميم البطارية، يتم استخدام غشاء أكثر أمانًا، على سبيل المثال، غشاء مركب ثلاثي الطبقات للمكوك التلقائي في درجات حرارة عالية، ولكن في السنوات الأخيرة، مع التحسين المستمر لكثافة طاقة البطارية، تم إزالة غشاء الطلاء الخزفي تدريجيًا، ويمكن استخدام الطلاء الخزفي لدعم الحجاب الحاجز، مما يقلل من انكماش الفاصل في درجات الحرارة العالية، ويحسن الاستقرار الحراري لبطارية أيونات الليثيوم، مما يقلل من خطر خروج الحرارة عن السيطرة على بطاريات أيونات الليثيوم. 3. تصميم سلامة حزمة البطارية من الحرارة تُستخدم بطارية الليثيوم غالبًا في الاستخدام، حيث تتكون مئات أو حتى آلاف البطاريات من مجموعات متوازية، مثل مجموعات بطاريات طرازات Tesla التي يزيد عددها عن 7000.

تتكون بطارية 18650 من مجموعة من العناصر، فإذا حدث خلل في إحدى البطاريات، فقد ينتشر في حزمة البطارية، مما يسبب عواقب وخيمة. على سبيل المثال، في يناير/كانون الثاني 2013، تحطمت طائرة الركاب بوينج 787 التابعة لشركة الخطوط الجوية اليابانية في بوسطن بالولايات المتحدة الأمريكية، وذلك استناداً إلى تحقيقات لجنة سلامة النقل الوطنية الأمريكية، بسبب بطارية ليثيوم أيون مربعة سعة 75 أمبير/ساعة في حزمة البطارية. بعد فقدان السيطرة، تم رفع درجة حرارة البطارية المجاورة الخارجة عن السيطرة.

بعد الحادث، طلبت شركة بوينج اتخاذ تدابير لإضافة انتشار ساخن خارج عن السيطرة على جميع مجموعات البطاريات. من أجل منع الحرارة من الخروج عن السيطرة داخل بطارية أيون الليثيوم، قامت شركة AllCelltechnology الأمريكية بتطوير مادة عزل حراري لبطارية أيون الليثيوم تعتمد على مواد تغيير الطور [5]. يتم ملء مادة PCC بين بطارية أيون الليثيوم أحادية المونومر، وفي حالة عمل حزمة بطارية أيون الليثيوم بشكل صحيح، يمكن نقل حرارة حزمة البطارية بسرعة إلى حزمة البطارية من خلال مادة PCC، وعندما يتم فقدان الحرارة لبطارية أيون الليثيوم، يمكن إذابة مادة PCC من خلال مادة البارافين من خلالها لامتصاص كمية كبيرة من الحرارة، مما يمنع درجة حرارة البطارية من الزيادة بشكل أكبر، وبالتالي منع انتشار الحرارة الخارجة عن السيطرة داخل حزمة البطارية.

في اختبار الوخز بالإبر، يتم تعبئة مجموعة البطارية من بطاريات 18650، وعندما لا توجد مادة PCC، فإن الحرارة الخارجة عن السيطرة للبطارية سوف تؤدي في النهاية إلى 20 بطارية في مجموعة البطارية، واستخدام مواد PCC. في مجموعة البطاريات، لا يؤدي ارتفاع درجة حرارة البطارية الخارج عن السيطرة إلى تشغيل مجموعات بطاريات أخرى. إن خروج الحرارة عن السيطرة في بطاريات الليثيوم أيون هو أكثر ما نتردد في رؤيته في الحوادث الأمنية لمنع قوي، وتحسين سلامة بطاريات الليثيوم أيون، ومنع خروج الحرارة عن السيطرة، وتصميم إدارة الحرارة من تصميم صيغة البطارية، والتصميم الهيكلي وحزمة البطارية.

تحت الأنبوب العلوي، يتم تحسين الاستقرار الحراري لبطارية الليثيوم أيون، مما يقلل من إمكانية التحكم في فقدان الحرارة. .