Cos'è la termica fuori controllo? In che modo la batteria termica agli ioni di litio ferro fosfato altamente sicura è fuori controllo?

2022/04/08

Autore :Iflowpower –Fornitore di centrali elettriche portatili

Nel 2018, l'intero mercato automobilistico è diminuito in oltre 20 anni. I veicoli di nuova energia sono ancora aumentati di oltre il 60%, diventando un gruppo di cavalli neri nel mercato automobilistico. Con la divulgazione su larga scala dei veicoli a nuova energia, anche la sicurezza delle batterie dinamiche al litio ha causato sempre più attenzione, rispetto alla maggiore densità di energia, la batteria agli ioni di litio, la batteria agli ioni di litio ferro fosfato è considerata più alta sicurezza, quindi una batteria agli ioni di litio ferro fosfato più sicura è capitata a un come sperimentare? Il materiale LFP ha una struttura olivina, che riteniamo che il materiale LFP abbia un'elevata stabilità grazie alla presenza di chiavi PO più stabili, che prende come esempio 18650 batterie strutturali.

Se il materiale LFP può essere utilizzato nella perdita di calore nella perdita di calore. Gli 0,5 g di O2, ma se possiamo rilasciarne fino a 3.

25 g di O2 in fuori controllo termico, meno rilascio di O2 significa che la reazione di combustione dell'elettrolita viene soppressa e viene rilasciato meno calore. Soppressione dell'intensità termica fuori controllo delle batterie LFP. La batteria utilizzata nell'esperimento è una batteria LFP18650 commerciale con una capacità di 1500 mAh e il comportamento di spostamento termico della batteria LFP (come mostrato nella figura seguente) viene utilizzato separatamente, rispettivamente, e il SOC della batteria LFP è 0%, 28 %, 63, rispettivamente.

%, 100% e 110% del test ARC (Acceleration Heat), controlla SOC 100% per il test hot box. Il test ARC è un metodo comune di stabilità termica delle batterie agli ioni di litio. Il metodo di funzionamento di base può essere suddiviso in tre fasi.

In primo luogo, riscaldare a una temperatura predeterminata, il secondo passaggio è attendere, il terzo passaggio è cercare, cioè la batteria è a una certa temperatura La velocità di aumento della temperatura della batteria significa che una velocità significa che la batteria inizia a essere autoesclamato, se la velocità di riscaldamento della batteria raggiunge una certa velocità, è per avviare il termostato. Qui l'autore imposta la temperatura iniziale di Arc su 50 ¡ã C, la temperatura finale è impostata su 315 ¡ã C e la temperatura è 10 ¡ã C, in attesa di 60 minuti, se la batteria è a cui il tasso di temperatura è 0,02 ¡ã C / min, la temperatura è una batteria.

Temperatura di avvio dell'autoriscaldamento, se la temperatura della batteria ha raggiunto 1 ¡ã C / min, la temperatura è la temperatura fuori controllo della batteria. La seguente figura A è una curva di test ARC della batteria SOC al 100%, che può vedere la temperatura di avvio dell'autoriscaldamento del SOC del 100% del SOC del 100% è 95 ¡ã C, quindi il tasso di aumento della temperatura della batteria è aumentato a 3,7 ¡ã C a 230 ¡ã C.

/ Min, ma poi la velocità di rollio della batteria inizia a diminuire e un nuovo punto massimo 1,6 ¡ã C / min appare vicino a 280 ¡ã C. La seguente figura A può essere suddivisa in quattro regioni, in cui la regione 1, 95-150 ¡ã C, la batteria inizia l'autoriscaldamento, che è una corrispondenza importante con la pellicola SEI della superficie dell'elettrodo negativo e con la reazione elettrodo-elettrolita negativo, nella regione 3 Al centro, 150-255 ¡ ã C, il calore in questa fase è importante dall'elettrodo-elettrolita negativo, la soluzione nodo-elettrodo-elettrolitica, in cui si esercita il rilascio di calore dell'elettrodo-elettrolita.

Nella regione 4 (> 255 ¡ã C), la presenza di calore nel calore interno di questo stadio è importante dalla reazione di ossidazione che si verifica nell'elettrolita e dalla decomposizione dell'LFP. Come si può vedere da quanto segue, B e C, la forma della curva dell'arco della batteria in 110% SOC e 63% SOC è sostanzialmente la stessa, ma il SOC della batteria è ulteriormente ridotto al 28%, quindi ci sarà essere cambiamenti significativi nella forma della curva dell'arco della batteria (come mostrato nella Figura D sotto), dall'inizio del calore auto-esotermico fino a 190 ¡ã C, la velocità di aumento della temperatura della batteria è sempre aumentata e il picco è raggiunto a circa 190 ¡ã C, quindi iniziare a scendere, quindi la velocità di aumento della temperatura della batteria inizierà lentamente. Nello stato SoC inferiore, l'elettrodo positivo LFP è più stabile e poiché il calore della batteria è importante dalla parte anteriore della batteria, si fa riferimento alla batteria e il calore della batteria viene importato dall'elettrodo positivo-elettrolita dopo che la temperatura supera i 200 ¡ã C.

Reazione di decomposizione, ma poiché la stabilità dell'elettrodo positivo sotto questo SOC è relativamente alta, anche la velocità di temperatura della batteria è più lenta. La forma della curva dell'arco della batteria LFP al di sotto dello 0% SOC può essere ulteriormente modificata ed è possibile notare che la temperatura di avvio dell'autoriscaldamento della batteria è mostrata nel disegno e il picco di velocità di aumento della temperatura vicino a 190 ¡ ã C è anche scomparso. Ha indicato che con un SOC basso, la batteria è in uno stato relativamente stabile, l'elettrodo negativo è stato completamente disidratato, quindi anche la velocità della reazione di decomposizione dell'elettrodo negativo-elettrolita è notevolmente ridotta e la forma della curva e il 28% di SOC dopo che la temperatura supera i 200 ¡ã C.

La batteria è sostanzialmente la stessa e la piccola quantità di O2 rilasciata dalla decomposizione positiva dell'LFP favorisce la decomposizione dell'elettrolita, in modo che la velocità di aumento della temperatura della batteria venga lentamente aumentata. La figura seguente mostra la temperatura della temperatura di attivazione dell'autoriscaldamento, la temperatura massima della velocità di aumento della temperatura e la velocità massima della temperatura della batteria in base ai risultati del test ARC, che può vedere la velocità massima di aumento della temperatura della batteria come SOC di la batteria è aumentata rispetto alla cifra. L'aumento corrispondente, questo è importante perché più energia immagazzinata nella batteria con un SOC più alto e un SOC più alto significa anche che anche la stabilità dell'elettrodo positivo e negativo della batteria è inferiore ed è importante immagazzinare l'LI immagazzinato nel elettrodo negativo.

In più, quindi, la reazione di decomposizione dell'elettrodo negativo e del legante, dell'elettrolita, ecc., accelerando così l'innalzamento della temperatura della batteria agli ioni di litio. Poiché la velocità di riscaldamento massima può riflettere la stabilità dell'elettrodo positivo e negativo interno all'interno della batteria agli ioni di litio, la velocità di aumento della temperatura massima può riflettere il rischio di fuori controllo termico della batteria agli ioni di litio e la figura seguente confronta diversi comuni al litio sistemi di elettrodi positivi della batteria a ioni in diversi La velocità massima di aumento della temperatura nello stato SOC, può vedere dalla figura, nello stato SOC, la velocità massima di temperatura della batteria LFP è superiore all'altro tipo di batteria, il che indica che l'LFP la batteria viene confrontata con Altri tipi di batterie presentano vantaggi significativi in ​​termini di sicurezza.

La figura seguente mostra la curva di variazione (linea continua) della temperatura superficiale della batteria LFP nel test hot box e la temperatura interna (linea tratteggiata) della hot box, la curva di variazione della temperatura della batteria può essere divisa in quattro regioni, in cui la regione A è una batteria nel serbatoio caldo. Il processo di riscaldamento aumenta la temperatura, la temperatura della batteria è inferiore a 95 ¡ã C, la batteria non si è avviata. L'area B continua ad aumentare di circa 180 ¡ã C per la temperatura superficiale della batteria.

Questa fase della membrana SEI inizia a decomporsi, iniziano le reazioni di decomposizione dell'elettrolita negativo e dell'elettrodo positivo, la batteria inizia ad autoriscaldarsi, la temperatura della batteria ha rapidamente superato la temperatura dell'Hotbox, la valvola limitatrice di pressione della batteria finale è sovradimensionata. Dopo che la regione C è stata avviata dalla valvola di sfogo della batteria alla batteria termica fuori controllo, l'area D è la fine del calore della batteria, la temperatura della batteria viene finalmente ripristinata alla temperatura dell'hot box. Confrontando le due diverse temperature dei serbatoi caldi ottenute dal profilo di temperatura della superficie della batteria, la temperatura di picco nella termica fuori controllo nel termostato da 220 ¡ã C è significativamente superiore a quella della batteria nella scatola termica di 180 ¡ã C, che indica in la scatola termica a 220 ¡ã C.

Ulteriori reazioni si verificano nel fuori controllo termico della batteria, la precedente analisi dell'arco mostra che la reazione di decomposizione positiva dell'LFP si verificherà dopo che la superficie della batteria avrà raggiunto 210 ¡ã C e la reazione di decomposizione dell'elettrolita è solo quando il la temperatura superficiale della batteria supera i 255 ¡ã C. Al termine del test del serbatoio caldo a 180 ¡ã C, la temperatura superiore della batteria è inferiore a 230 ¡ã C, quindi almeno la batteria non ha raggiunto la temperatura di decomposizione di l'elettrolita e il positivo LFP viene rilasciato a una temperatura più bassa, che è significativamente ridotta. Ridurre il tasso di produzione di calore della batteria agli ioni di litio, sopprimendo così l'aumento della temperatura della batteria.

La ricerca di Peterj.BugryNIEC mostra che il SOC ha un impatto significativo sul comportamento di spostamento termico della batteria LFP. Poiché la nuova perdita termica della batteria del SOC è stata notevolmente aumentata, la stabilità della batteria è notevolmente ridotta.

Per quanto riguarda la causa specifica, l'analisi del fuori controllo termico indica una causa importante del fuori controllo termico della batteria in uno stato SOC del 100% e 110% come anodo-elettrolita e reazione positiva elettrodo-elettrolita, ma in uno stato SOC inferiore , temperatura della batteria fuori controllo L'importante fattore scatenante è la reazione di decomposizione dell'elettrodo-elettrolita negativo e la stabilità termica dell'LFP è notevolmente migliorata quando il SOC è inferiore al 28% e non si verificherà alcuna perdita di calore. Il test dell'hot box indica che la temperatura del serbatoio caldo può causare un più grave fuori controllo termico della batteria agli ioni di litio, il che è importante perché la migliore temperatura dell'hot box innesca la reazione di decomposizione dell'elettrolita e il rilascio di decomposizione positiva La reazione di O2, ha esacerbato il pipistrello.

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