¿Qué es el fuera de control térmico? ¿Cómo es que la batería de iones de fosfato de hierro y litio altamente segura está fuera de control térmico?

2022/04/08

Autor :Iflowpower –Proveedor de central eléctrica portátil

En 2018, todo el mercado de automóviles ha disminuido en más de 20 años. Los vehículos de nueva energía aún aumentaron más del 60%, se convirtieron en un grupo de caballos negros en el mercado automotriz. Con la popularización a gran escala de los vehículos de nueva energía, la seguridad de las baterías de litio dinámicas también ha llamado cada vez más la atención, en comparación con la mayor densidad de energía, la batería de iones de litio, se considera que la batería de iones de fosfato de hierro y litio tiene más alto seguridad, entonces una batería de iones de fosfato de hierro y litio más segura pasó a una experiencia de cómo? El material LFP tiene una estructura olivina, por lo que creemos que el material LFP tiene una alta estabilidad debido a la presencia de llaves PO más estables, que toma como ejemplo las baterías estructurales 18650.

Si el material LFP se puede utilizar en la pérdida de calor en la pérdida de calor. Los 0,5 g de O2, pero si podemos liberar hasta 3.

25 g de O2 en temperatura fuera de control, menos liberación de O2 significa que se suprime la reacción de combustión del electrolito y se libera menos calor. Supresión de la intensidad térmica fuera de control de las baterías LFP. La batería utilizada en el experimento es una batería comercial LFP18650 con capacidad de 1500 mAh, y el comportamiento de desplazamiento térmico de la batería LFP (como se muestra en la siguiente figura) se usa por separado, respectivamente, y el SOC de la batería LFP es 0%, 28 %, 63, respectivamente.

%, 100% y 110% de prueba ARC (Calor de Aceleración), control SOC 100% para prueba de caja caliente. La prueba ARC es un método común de estabilidad térmica de las baterías de iones de litio. El método básico de operación se puede dividir en tres pasos.

Primero, calentar a una temperatura predeterminada, el segundo paso es esperar, el tercer paso es buscar, es decir, la batería está a cierta temperatura. La tasa de aumento de temperatura de la temperatura de la batería significa que la batería comienza a ser autoexclamado, si la tasa de calentamiento de la batería alcanza una determinada tasa, es para iniciar el termostato. Aquí, el autor establece la temperatura de inicio de Arc en 50 ¡ã C, la temperatura final se establece en 315 ¡ã C y la temperatura es de 10 ¡ã C, esperando 60 minutos, si la batería está en la que la tasa de temperatura es 0,02 ¡ã C / min, la temperatura es una batería.

Temperatura de inicio de autocalentamiento, si la temperatura de la batería ha alcanzado 1 ¡ã C / min, la temperatura es la temperatura fuera de control de la batería. La siguiente figura A es una curva de prueba de arco de batería 100% SOC, que puede ver que la temperatura de inicio de autocalentamiento de 100% SOC de 100% SOC es 95 ¡ã C, y luego la tasa de aumento de temperatura de la batería ha aumentado a 3,7 ¡ã C a 230 ¡ã C.

/ Min, pero luego la tasa de rotación de temperatura de la batería comienza a caer, y aparece un nuevo punto alto de 1.6 ¡ã C / min cerca de 280 ¡ã C. La siguiente figura A se puede dividir en cuatro regiones, en donde la región 1, 95-150 ¡ã C, la batería comienza a autocalentarse, lo cual es importante en correspondencia con la película SEI de la superficie del electrodo negativo, y con la reacción negativa electrodo-electrolito, en la región 3 en el medio, 150-255 ¡ ã C, el calor en esta etapa es importante desde el electrodo-electrolito negativo, la solución electrolítica del nodo-electrodo, en la que se ejerce la liberación de calor del electrodo-electrolito.

En la región 4 (> 255 ¡ã C), la ocurrencia de calor en el calor interno de esta etapa es importante a partir de la reacción de oxidación que ocurre en la descomposición del electrolito y LFP. Como se puede ver a partir de los siguientes, B y C, la forma de la curva de arco de la batería en 110 % SOC y 63 % SOC es básicamente la misma, pero el SOC de la batería se reduce aún más al 28 %. Luego habrá ser cambios significativos en la forma de la curva de arco de la batería (como se muestra en la Figura D a continuación), desde el inicio del calor autoexotérmico hasta 190 ¡ã C, la tasa de aumento de temperatura de la batería siempre aumenta, y el pico es alcanza alrededor de 190 ¡ã C, luego comienza a caer, luego la tasa de aumento de temperatura de la batería comenzará lentamente. En el estado de SoC más bajo, el electrodo positivo LFP es más estable y, dado que el calor de la batería es importante desde el frente de la batería, se hace referencia a la batería y el calor de la batería se importa del electrolito del electrodo positivo. después de que la temperatura exceda los 200 ¡ã C.

Reacción de descomposición, pero dado que la estabilidad del electrodo positivo bajo este SOC es relativamente alta, la tasa de temperatura de la batería también es más lenta. La forma de la curva de arco de la batería LFP con un SOC del 0% se puede cambiar aún más, y es posible observar que la temperatura de inicio de autocalentamiento de la batería se muestra en el dibujo, y la tasa de aumento de la temperatura alcanza un pico cercano a 190 ¡ ã C también desaparece. Indicó que bajo SOC bajo, la batería está en un estado relativamente estable, el electrodo negativo se ha deshidratado por completo, por lo que la velocidad de la reacción de descomposición del electrodo negativo-electrolito también se reduce considerablemente, y la forma de la curva y 28% SOC después de que la temperatura exceda los 200 ¡ã C.

La batería es básicamente la misma, y ​​la pequeña cantidad de O2 liberada por la descomposición positiva de LFP promueve la descomposición del electrolito, por lo que la tasa de aumento de temperatura de la batería aumenta lentamente. La siguiente figura muestra la temperatura de activación del autocalentamiento, la temperatura máxima de la tasa de aumento de la temperatura y la tasa máxima de temperatura de la batería de acuerdo con los resultados de la prueba ARC, que puede ver la tasa máxima de aumento de la temperatura de la batería como el SOC de la batería se incrementa de la figura. El aumento correspondiente, esto es importante porque más energía almacenada en la batería bajo un SOC más alto, y un SOC más alto también significa que la estabilidad del electrodo positivo y negativo de la batería también es más baja, y es importante almacenar el LI almacenado en el electrodo negativo.

Más, por lo tanto, la reacción de descomposición del electrodo negativo y el aglutinante, el electrolito, etc., acelerando así el aumento de la temperatura de la batería de iones de litio. Dado que la tasa máxima de calentamiento puede reflejar la estabilidad del electrodo interno positivo y negativo dentro de la batería de iones de litio, la tasa máxima de aumento de temperatura puede reflejar el riesgo de descontrol térmico de la batería de iones de litio, y la siguiente figura compara varias baterías de litio comunes. Los sistemas de electrodos positivos de batería de iones en diferentes La tasa de aumento de temperatura máxima en el estado SOC, puede ver en la figura, en el estado SOC, la tasa de temperatura máxima de la batería LFP es más alta que el otro tipo de batería, lo que indica que el LFP La batería se compara con Otros tipos de baterías tienen ventajas significativas en seguridad.

La siguiente figura muestra la curva de cambio (línea continua) de la temperatura superficial de la batería LFP en la prueba de caja caliente y la temperatura interna (línea punteada) de la caja caliente, la curva de cambio de temperatura de la batería se puede dividir en cuatro regiones, en donde la región A es una batería en el tanque caliente. El proceso de calentamiento aumenta la temperatura, la temperatura de la batería es inferior a 95 ¡ã C, la batería no se ha iniciado. El área B sigue aumentando unos 180 ¡ã C para la temperatura de la superficie de la batería.

La membrana SEI de esta etapa comienza a descomponerse, comienzan las reacciones de descomposición de electrolito negativo y electrolito positivo, la batería comienza con autocalentamiento, la temperatura de la batería superó rápidamente la temperatura de la caja caliente, la válvula de alivio de presión de la batería final está sobredimensionada. Después de que la región C se inicia en la válvula de alivio de la batería y la temperatura de la batería está fuera de control, el área D es el final del calor de la batería, la temperatura de la batería finalmente se restaura a la temperatura de la caja caliente. Al comparar los dos tanques calientes de diferentes temperaturas obtenidos por el perfil de temperatura de la superficie de la batería, la temperatura máxima en la temperatura fuera de control en el termostato de 220 ¡ã C es significativamente más alta que la batería en la caja de calor de 180 ¡ã C, lo que indica en la caja de calor a 220 ¡ã C.

Se producen reacciones adicionales en el fuera de control térmico de la batería, el análisis de arco anterior muestra que la reacción de descomposición positiva de LFP ocurrirá después de que la superficie de la batería alcance los 210 ¡ã C, y la reacción de descomposición del electrolito es solo cuando el temperatura de la superficie de la batería supera los 255 ¡ã C. Al final de la prueba del tanque caliente de 180 ¡ã C, la temperatura superior de la batería es inferior a 230 ¡ã C, por lo que al menos la batería no ha alcanzado la temperatura de descomposición de el electrolito, y el LFP positivo se libera a una temperatura más baja, que se reduce significativamente. Reduzca la tasa de producción de calor de la batería de iones de litio, suprimiendo así la elevación de la temperatura de la batería.

La investigación de Peterj.BugryNIEC muestra que el SOC tiene un impacto significativo en el comportamiento de desplazamiento térmico de la batería LFP. Como la nueva pérdida térmica de la batería del SOC se ha agregado significativamente, la estabilidad de la batería se reduce significativamente.

En cuanto a la causa específica, el análisis del fuera de control térmico indica una causa importante del fuera de control térmico de la batería en un estado SOC del 100 % y 110 % como un ánodo-electrolito y una reacción positiva electrodo-electrolito, pero en un estado SOC más bajo , batería térmica fuera de control El factor desencadenante importante es la reacción de descomposición del electrodo-electrolito negativo, y la estabilidad térmica de la LFP mejora significativamente cuando el SOC es inferior al 28% y no se producirá pérdida de calor. La prueba de la caja caliente indica que la temperatura del tanque caliente puede causar un fuera de control térmico más grave de la batería de iones de litio, lo cual es importante porque la mejor temperatura de la caja caliente desencadena la reacción de descomposición del electrolito y la liberación de descomposición positiva. Reacción de O2, exacerbó el murciélago.

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