איך שולטים באיבוד התרמי של סוללות ליתיום יון?

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Leverancier van draagbare energiecentrales

1. מעכב בעירה נוזלי אלקטרוליטי מעכב בעירה אלקטרוליט הוא דרך יעילה מאוד להפחית את חוסר השליטה בסוללה התרמית, אך למעכבי בעירה אלו יש לעיתים קרובות השפעה רצינית על המאפיינים האלקטרוכימיים של סוללות ליתיום יון, כך שקשה להיות ממש בשימוש. על מנת לפתור בעיה זו, צוות Yuqiao של Sheng Diego, קליפורניה, סין [1] מאחסן את מעכב הבעירה DBA (dibenzylamine) בחלק הפנימי של המיקרו-קפסולות במקרה של אריזת הקפסולה, פיזור באלקטרוליט, לא. והסוללה גרמה לכשל בסוללה, ובכך להתרחשות של איבוד חום.

צוות Yuqiao 2018 [2] שוב משתמש בטכניקה שלעיל, אתילן גליקול ואתילנדיאמין משמשים כמעכבי בעירה, והחלק הפנימי של סוללת הליתיום יון שהוטען לתוך סוללת הליתיום יון ירד ב-70% בבדיקת הדיקור. הפחית באופן משמעותי את הסיכון של תרמית שיצאה משליטה של ​​סוללות ליתיום יון. הדרך שהוזכרה לעיל היא הרס עצמי, כלומר, לאחר שימוש במעכב בעירה, כל סוללת הליתיום-יון תיגרק, וצוות Atsuoyamada של אוניברסיטת טוקיו, יפן [3] פיתח סוג של אלקטרוליט מעכב בעירה ליתיום של תכונות סוללת יונים, התמיסה האלקטרוליטית משתמשת בריכוזים גבוהים של NaN (SO2Fsa) 2(SO2Fsa) או NaN (SO2Fsa) (LIFSA) כמלח ליתיום, ומוסיפים לו מעכב בעירה נפוץ.

אסתר TMP מגביר משמעותית את היציבות התרמית של סוללת הליתיום יון, שהיא חזקה יותר. התוספת של מעכב הבעירה אינה משפיעה על ביצועי המחזור של סוללת הליתיום יון, והסוללה מאמצת את האלקטרוליט ניתן להזרים ביציבות יותר מפי 1000 (C/5) 1200 פעמים במחזור, שיעור שימור קיבולת 95%). באמצעות התוסף, לסוללת הליתיום יון יש מאפיין מעכב בעירה הוא אחת הדרכים לאובדן החום של סוללת הליתיום יון, ולחלק מהאנשים יש דרך אחרת, המנסים להתרחש קצר בסוללת הליתיום-יון משורש השורשים, ובכך להשיג את המטרה של תחתית הקומקום, ללא שליטה מלאה של התרחשות.

במקרה של סוללת הליתיום-יון הדינמית, היא עלולה להיתקל בהשפעות אלימות בשימוש. Gabrielm.veth מהמעבדה הלאומית של Oak Ridge האמריקאית עיצבה אלקטרוליט עם מאפייני עיבוי גזירה [4], האלקטרוליט משתמש בלא ניוטון הנוזל מאופיין, במצב רגיל, האלקטרוליט מוצג במצב נוזלי, אך במקרה של פגיעה פתאומית, המצב המוצק מוצג, הוא הופך להיות יציב בצורה יוצאת דופן, ויכול אפילו להשיג את הכוח חסין כדורים של השורש בסיכון. קצר חשמלי שנגרם כתוצאה מהתחממות הסוללה כאשר סוללת היונים מתנגשת.

2. מבנה הסוללה לאחר מכן, נראה כיצד לתת חום ללא שליטה, וסוללת הליתיום-יון הנוכחית שוקלת כעת את הבעיה של חוסר שליטה תרמית בתכנון המבנה, כמו בסוללת 18650. יהיה שסתום שחרור לחץ בכיסוי, וניתן לשחרר אותו בזמן כשהחום יצא משליטה, ויהיה חומר מקדם טמפרטורה חיובי בכיסוי העליון של הסוללה השנייה.

ההתנגדות החשמלית של חומר ה-PTC גדלה באופן משמעותי במהלך עליית טמפרטורת אובדן החום. גדול כדי להפחית הפחתת זרם. בנוסף, בתכנון מבנה התא, קחו בחשבון את תכנון הקצר בין האלקטרודות החיוביות והשליליות, וההתראה נגרמת מטעויות, וחפצי המתכת המוגזמים גורמים לסוללה לקצר חשמלי זר, מה שגורם לתאונות בטיחות.

שנית, כאשר הסוללה מתוכננת, נעשה שימוש בסרעפת מאובטחת יותר, לדוגמה, דיאפרגמה מרוכבת תלת-שכבתית של מעבורת אוטומטית בטמפרטורות גבוהות, אך בשנים האחרונות, עם השיפור המתמיד של צפיפות האנרגיה של הסוללה, דיאפרגמה המרוכבת התלת-שכבתית הייתה. כיווץ המפריד בטמפרטורה גבוהה, משפר את היציבות התרמית של סוללת הליתיום יון, מפחית את הסיכון של תרמית שיצאה משליטה של ​​סוללות ליתיום יון. 3. עיצוב בטיחות חום של ערכת סוללות סוללת הליתיום-יון העוצמתית היא לרוב מעשרות, מאות או אפילו אלפי סוללות המורכבות במקביל, כגון ערכות סוללות של Tesla Models.

יותר מ-7,000 18650, אם אחת הסוללות יצאה משליטה תרמית, היא עלולה להתפשט בחבילת הסוללות ולגרום לתוצאות חמורות. לדוגמה, בינואר 2013, חברה יפנית של בוסטון, ארה"ב, חברה יפנית, היא סקר של הנציבות הלאומית לבטיחות תחבורה בארה"ב, בשל סוללת ליתיום-יון מרובעת 75AH בחבילת הסוללות. לאחר שחום הסוללה הסמוכה יצא משליטה, הבואינג דורשת את האמצעים כדי להוסיף התפשטות חמה שיצאה משליטה על כל ערכות הסוללות.

על מנת למנוע יציאה תרמית משליטה בחלק הפנימי של סוללת הליתיום יון, US AllCelltechnology פיתחה חומר בידוד תרמי של סוללת ליתיום יון שיצא משליטה על בסיס חומרים לשינוי פאזה [5]. חומר ה-PCC מתמלא בין סוללת הליתיום-יון המונומר, וכאשר ערכת סוללת הליתיום-יון תקינה, ניתן להעביר במהירות את החום של ערכת הסוללות אל ערכת הסוללות דרך חומר ה-PCC, וחומר ה-PCC נמצא בסוללת הליתיום-יון. ניתן להמיס אותו דרך חומר הפרפין שבו הוא משמש כדי לספוג כמות גדולה של חום, ולמנוע את עלייה נוספת של טמפרטורת הסוללה, כך שהחום לא יתפוגג בחבילת הסוללות.

בבדיקת הדיקור, מארז סוללות ארוזה מסוללות 18650, וכאשר אין חומר PCC, תרמית סוללה שיצאה משליטה תוביל בסופו של דבר ל-20 סוללות בחבילת הסוללות, ותשתמש בחומרי PCC. בחבילת הסוללות, סוללה תרמית שיצאה משליטה אינה מפעילה ערכות סוללות אחרות. .