ഒരു ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററിക്ക് ബ്രേക്കുകൾ ഇൻസ്റ്റാൾ ചെയ്യാൻ "താപ നിയന്ത്രണം വിട്ട്" എങ്ങനെ കൊടുക്കാം!

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Portable Power Station supplementum

ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളുടെ ഉപയോഗത്തിലെ ഏറ്റവും ഗുരുതരമായ സുരക്ഷാ അപകടമാണ് ചൂട് നിയന്ത്രണം നഷ്ടപ്പെടുന്നത്. ലിഥിയം അയോൺ ബാറ്ററിയിലെ ഡയഫ്രം നശിച്ചതോ, ഡയഫ്രം തകർന്നതോ, ബാറ്ററിക്ക് പുറത്തുള്ള ബാഹ്യ ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് മൂലമോ ആണ് പലപ്പോഴും താപ ചാലകത നിയന്ത്രണാതീതമാകുന്നത്. ഇത് വലിയ അളവിൽ താപം പുറപ്പെടുവിക്കുകയും, വലിയ അളവിൽ താപം പുറപ്പെടുവിക്കുകയും, പോസിറ്റീവ്, നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ് സജീവ പദാർത്ഥങ്ങളെയും ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളെയും ആരംഭിക്കുകയും, ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററി പൊട്ടിത്തെറിക്കുകയും, ഉപയോക്താക്കളുടെ ജീവനും സ്വത്ത് സുരക്ഷയ്ക്കും ഗുരുതരമായ ഭീഷണി ഉയർത്തുകയും ചെയ്യുന്നു.

അതിനാൽ, ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററി സുരക്ഷാ കണ്ടെത്തലിൽ സാധാരണയായി ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററി ആവശ്യമായി വരും, കൂടാതെ ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററി ഓവർചാർജ്, ഓവർപ്രിന്റ്, ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട്, എക്സ്ട്രൂഷൻ, അക്യുപങ്‌ചർ എന്നിവ കടന്നുപോകേണ്ടതുണ്ട്, എന്നാൽ പവർ ലിഥിയം ബാറ്ററി ഊർജ്ജ സാന്ദ്രതയും ബാറ്ററി ശേഷിയും തുടർച്ചയായി മെച്ചപ്പെടുത്തിയതോടെ, ബാറ്ററി അക്യുപങ്‌ചർ പാസായി. പരിശോധന കൂടുതൽ കൂടുതൽ ബുദ്ധിമുട്ടായി, അതിനാൽ വ്യവസായ, വിവരസാങ്കേതിക മന്ത്രാലയത്തിൽ പ്രഖ്യാപിച്ച "ഇലക്ട്രിക്കൽ വാഹനങ്ങൾക്കുള്ള ലിഥിയം അയൺ പവർ ബാറ്ററി സുരക്ഷാ ആവശ്യകതകൾ]യിൽ അക്യുപങ്‌ചർ പരിശോധന നടപ്പിലാക്കിയിട്ടില്ല. എന്നിരുന്നാലും, പുതിയ പതിപ്പിന് അക്യുപങ്‌ചർ പരിശോധനയുമായി യാതൊരു ബന്ധവുമില്ല. പിന്നീട്, അത് പുനഃസ്ഥാപിക്കാൻ സാധ്യമല്ല.

അക്യുപങ്‌ചർ പരിശോധനയിലൂടെ നിർമ്മാതാവ് വലിയ ശേഷി, ഉയർന്ന ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത എന്നിവ സുഗമമായി നേടിയാൽ, മത്സരത്തിൽ അത് നിർണായകമാകും. ഗുണങ്ങൾ. ഇന്ന് നമ്മൾ ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾക്ക് "ബ്രേക്കുകൾ" നഷ്ടപ്പെടുത്തുന്ന "ബ്രേക്കുകൾ" സംബന്ധിച്ച സാങ്കേതിക വിദ്യകളെക്കുറിച്ച് സംസാരിക്കും.

1. ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് ലിക്വിഡ് ഫ്ലേം റിട്ടാർഡന്റ് ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ഫ്ലേം റിട്ടാർഡന്റ് ബാറ്ററി താപ നിയന്ത്രണം കുറയ്ക്കുന്നതിനുള്ള വളരെ ഫലപ്രദമായ മാർഗമാണ്, എന്നാൽ ഈ ഫ്ലേം റിട്ടാർഡന്റുകൾ പലപ്പോഴും ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളുടെ ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ പ്രകടനത്തിൽ ഗുരുതരമായ സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു, അതിനാൽ യഥാർത്ഥ ഉപയോഗത്തിൽ ഇത് ഉപയോഗിക്കാൻ പ്രയാസമാണ്. ഈ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കുന്നതിനായി, ചൈനയിലെ കാലിഫോർണിയയിലെ ഷെങ് ഡീഗോയിൽ നിന്നുള്ള യുക്വിയാവോ ടീം [1] ക്യാപ്‌സ്യൂൾ പാക്കേജിന്റെ കാര്യത്തിൽ, ഇലക്ട്രോലൈറ്റിലെ ഡിസ്പർഷൻ, മൈക്രോകാപ്‌സ്യൂളുകളുടെ ഉള്ളിൽ ഫ്ലേം റിട്ടാർഡന്റ് ഡിബിഎ (ഡൈബെൻസിലാമൈൻ) സംഭരിക്കുന്നു. ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററിയുടെ വൈദ്യുത പ്രകടനത്തെ ഇത് ബാധിക്കില്ല, പക്ഷേ എക്സ്ട്രൂഷൻ വഴി ബാറ്ററി നശിപ്പിക്കപ്പെടുമ്പോൾ, ഈ കാപ്‌സ്യൂളുകളിലെ ഫ്ലേം റിട്ടാർഡന്റ് പുറത്തുവിടും, കൂടാതെ ബാറ്ററി "വിഷബാധയുള്ളതാണ്", അതുവഴി നിയന്ത്രണാതീതമായ താപം ഉണ്ടാകുന്നത് തടയുന്നു.

2018 ലെ യുക്വിയാവോ ടീം [2] മുകളിൽ പറഞ്ഞ സാങ്കേതികത വീണ്ടും ഉപയോഗിച്ചു, എഥിലീൻ ഗ്ലൈക്കോളും എഥിലീനെഡിയമൈനും ഒരു ജ്വാല പ്രതിരോധകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, കൂടാതെ ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററിയുടെ ആന്തരിക ഭാഗം ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററിയിൽ ലോഡ് ചെയ്യുമ്പോൾ അക്യുപങ്‌ചർ പരിശോധനയിൽ 70% കുറഞ്ഞു. ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററികളുടെ താപ നിയന്ത്രണം നഷ്ടപ്പെടാനുള്ള സാധ്യത ഗണ്യമായി കുറച്ചു. മുകളിൽ സൂചിപ്പിച്ച രീതി സ്വയം നശീകരണമാണ്, അതായത്, ജ്വാല റിട്ടാർഡന്റ് ഉപയോഗിച്ചുകഴിഞ്ഞാൽ, മുഴുവൻ ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററിയും സ്ക്രാപ്പ് ചെയ്യപ്പെടും, ജപ്പാനിലെ ടോക്കിയോ സർവകലാശാലയിലെ അറ്റ്സുവോയമാഡ ടീം [3] ലിഥിയം ഫ്ലേം റിട്ടാർഡന്റ് ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് അയോൺ ബാറ്ററി ഗുണങ്ങളിൽ നിന്ന് ഉരുത്തിരിഞ്ഞ ഒരു തരം വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്, ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് ലായനിയിൽ ഉയർന്ന സാന്ദ്രതയിലുള്ള NaN (SO2F) 2 (Nafsa) orlin (SO2F) 2 (LIFSA) ഒരു ലിഥിയം ഉപ്പായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഒരു സാധാരണ ജ്വാല റിട്ടാർഡന്റ് അതിൽ ചേർക്കുന്നു.

ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററിയുടെ താപ സ്ഥിരതയെ എസ്റ്റർ ടിഎംപി ഗണ്യമായി മെച്ചപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്, അത് കൂടുതൽ ശക്തമാണ്. ഫ്ലേം റിട്ടാർഡന്റ് ചേർക്കുന്നത് ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററിയുടെ സൈക്കിൾ പ്രകടനത്തെ ബാധിക്കില്ല, കൂടാതെ ബാറ്ററി ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് സ്വീകരിക്കുന്നത് രക്തചംക്രമണത്തിൽ 1000 തവണയിൽ കൂടുതൽ (C / 5) 1200 തവണ സ്ഥിരമായി വിതരണം ചെയ്യാൻ കഴിയും, ശേഷി നിലനിർത്തൽ നിരക്ക് 95% ആണ്). അഡിറ്റീവിലൂടെ, ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററികളുടെ താപ നിയന്ത്രണം വിട്ടുപോകുന്ന ഒരു പാത തടയാൻ ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററിക്ക് ഒരു ജ്വാല പ്രതിരോധശേഷിയുണ്ട്, കൂടാതെ ചില ആളുകൾക്ക് മറ്റൊരു മാർഗമുണ്ട്, ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററികളിൽ റൂട്ട് മൂലമുണ്ടാകുന്ന ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ടുകൾ ഉണ്ടാകുന്നത് തടയാൻ ശ്രമിക്കുന്നു, അതുവഴി കെറ്റിലിന്റെ അടിഭാഗം എടുക്കുക എന്ന ലക്ഷ്യം കൈവരിക്കുന്നു.

നിയന്ത്രണാതീതമായ താപ വ്യതിയാനങ്ങൾ പൂർണ്ണമായും ഇല്ലാതാക്കുക. ഉപയോഗത്തിലുള്ള ഡൈനാമിക് ലിഥിയം ബാറ്ററിയുടെ കാര്യത്തിൽ, അത് അക്രമാസക്തമായ ആഘാതം നേരിടേണ്ടിവരുമെന്ന് അമേരിക്കൻ ഓക്ക് റിഡ്ജ് നാഷണൽ ലബോറട്ടറിയിലെ ഗബ്രിയേൽ പറയുന്നു. ന്യൂട്ടോണിയൻ അല്ലാത്ത ദ്രാവകത്തിന്റെ സവിശേഷതകൾ ഉപയോഗപ്പെടുത്തിക്കൊണ്ട്, ഷിയർ കട്ടിയാക്കൽ സ്വഭാവമുള്ള ഒരു ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് [4] വീത്ത് രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിട്ടുണ്ട്.

സാധാരണ അവസ്ഥയിൽ, ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ദ്രാവകാവസ്ഥയിൽ കാണപ്പെടുന്നു, എന്നാൽ പെട്ടെന്നുള്ള ആഘാതം നേരിടുമ്പോൾ ഖരാവസ്ഥ അസാധാരണമായി മാറും, കൂടാതെ ബുള്ളറ്റ് പ്രൂഫിന്റെ പ്രഭാവം പോലും നേടാൻ ഇതിന് കഴിയും. മൂലകാരണത്തിൽ നിന്ന്, പവർ ലിഥിയം ബാറ്ററിയുടെ ക്രാഷ് സമയത്ത് ബാറ്ററിയിലെ താപനഷ്ട സാധ്യത തടയുന്നു. 2.

ബാറ്ററി ഘടന നമ്മെ എങ്ങനെ നിയന്ത്രണാതീതമായ താപം നൽകാമെന്ന് കാണാൻ പ്രേരിപ്പിക്കുന്നു, കൂടാതെ നിലവിലുള്ള ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററി നിലവിൽ ഘടനാ രൂപകൽപ്പനയിലെ താപ നിയന്ത്രണാതീതമായ പ്രശ്നം പരിഗണിക്കുന്നു, ഉദാഹരണത്തിന് 18650 ലെ മുകളിലെ കവറിൽ. സാധാരണയായി ഒരു പ്രഷർ റിലീഫ് വാൽവ് ഉണ്ടാകും, താപ നിയന്ത്രണം വിട്ടുപോകുമ്പോൾ ബാറ്ററിക്കുള്ളിലെ മർദ്ദം പുറത്തുവിടാൻ സാധ്യതയുണ്ട്. താപനഷ്ട താപനില വർദ്ധിക്കുമ്പോൾ രണ്ടാമത്തെ ബാറ്ററി മുകളിലെ കവറിലെ പോസിറ്റീവ് താപനില ഗുണക മെറ്റീരിയൽ PTC ഗണ്യമായി വർദ്ധിക്കുന്നു.

ചൂട് കുറയ്ക്കാൻ കറന്റ് കുറയ്ക്കുക. കൂടാതെ, പോസിറ്റീവ്, നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡുകൾക്കിടയിലുള്ള ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് ഡിസൈൻ മോണോമർ ബാറ്ററി ഘടനയുടെ രൂപകൽപ്പനയിൽ പരിഗണിക്കപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ സുരക്ഷാ അപകടങ്ങൾക്ക് കാരണമാകുന്ന തകരാറുകൾ, ലോഹ വസ്തുക്കൾ മുതലായവ പോലുള്ള ഘടകങ്ങളും പരിഗണിക്കപ്പെടുന്നു.

രണ്ടാമതായി, ബാറ്ററി രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുമ്പോൾ, കൂടുതൽ സുരക്ഷിതമായ ഒരു ഡയഫ്രം ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഉദാഹരണത്തിന്, ഉയർന്ന താപനിലയിൽ ഓട്ടോമാറ്റിക് ഷട്ടിൽ ത്രീ-ലെയർ കോമ്പോസിറ്റ് ഡയഫ്രം, എന്നാൽ സമീപ വർഷങ്ങളിൽ, ബാറ്ററി ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത തുടർച്ചയായി മെച്ചപ്പെട്ടതോടെ, ത്രീ-ലെയർ കോമ്പോസിറ്റ് ഡയഫ്രം ക്രമേണ ഇല്ലാതാകുന്ന സെറാമിക് കോട്ടിംഗ് ഡയഫ്രം, ഡയഫ്രത്തെ പിന്തുണയ്ക്കുന്നതിനും ഉയർന്ന താപനിലയിൽ സെപ്പറേറ്ററിന്റെ ചുരുങ്ങൽ കുറയ്ക്കുന്നതിനും ലിഥിയം അയോൺ ബാറ്ററിയുടെ താപ സ്ഥിരത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനും ലിഥിയം അയോൺ ബാറ്ററികളുടെ താപ നിയന്ത്രണം നഷ്ടപ്പെടാനുള്ള സാധ്യത കുറയ്ക്കുന്നതിനും സെറാമിക് കോട്ടിംഗ് ഉപയോഗിക്കാം. 3. ബാറ്ററി പായ്ക്ക് താപ സുരക്ഷാ രൂപകൽപ്പന പവർ ലിഥിയം ബാറ്ററി പലപ്പോഴും ഉപയോഗത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു, നൂറുകണക്കിന് അല്ലെങ്കിൽ ആയിരക്കണക്കിന് ബാറ്ററികൾ സമാന്തരമായി അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, ഉദാഹരണത്തിന് ടെസ്‌ലയുടെ മോഡലുകളുടെ 7,000-ത്തിലധികം ബാറ്ററി പായ്ക്കുകൾ.

18650-ലെ കോമ്പോസിഷനിൽ, ബാറ്ററികളിൽ ഒന്ന് സംഭവിച്ചാൽ, അത് ബാറ്ററി പായ്ക്കിനുള്ളിൽ വ്യാപിക്കുകയും ഗുരുതരമായ പ്രത്യാഘാതങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കുകയും ചെയ്യും. ഉദാഹരണത്തിന്, 2013 ജനുവരിയിൽ, യുഎസ് നാഷണൽ ട്രാൻസ്പോർട്ട് സേഫ്റ്റി കമ്മീഷന്റെ അന്വേഷണത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, യുഎസ്എയിലെ ബോസ്റ്റണിൽ നിന്നുള്ള ഒരു ജാപ്പനീസ് എയർലൈൻസ്, ബോയിംഗ് 787 പാസഞ്ചർ വിമാനത്തിന് ബാറ്ററി പായ്ക്കിൽ 75AH സ്ക്വയർ ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററി ഉണ്ടായിരുന്നു. നിയന്ത്രണം നഷ്ടപ്പെട്ടതിനുശേഷം, തൊട്ടടുത്തുള്ള ബാറ്ററി തെർമൽ ഔട്ട്-ഓഫ് കൺട്രോൾ ഉയർത്തി.

സംഭവത്തിന് ശേഷം, എല്ലാ ബാറ്ററി പായ്ക്കുകളിലും ഒരു നിയന്ത്രണാതീതമായ ചൂട് പടർത്താനുള്ള നടപടികൾ ബോയിംഗ് ആവശ്യപ്പെട്ടു. ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററിയുടെ ഉൾഭാഗത്ത് താപം നിയന്ത്രണാതീതമാകുന്നത് തടയാൻ, യുഎസ് ഓൾസെൽടെക്നോളജി ഘട്ടം മാറ്റ വസ്തുക്കളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ഒരു ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററി തെർമൽ ഔട്ട്-കൺട്രോൾ ഐസൊലേഷൻ മെറ്റീരിയൽ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട് [5]. ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററിയുടെ മോണോമർ വിഭാഗത്തിൽ പിസിസി മെറ്റീരിയൽ നിറച്ചിരിക്കുന്നു. ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററി പായ്ക്ക് ശരിയായി പ്രവർത്തിക്കുന്ന സാഹചര്യത്തിൽ, ബാറ്ററി പായ്ക്കിന്റെ ചൂട് പിസിസി മെറ്റീരിയൽ വഴി ബാറ്ററി പായ്ക്കിലേക്ക് വേഗത്തിൽ പകരാൻ കഴിയും. ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററിയുടെ താപ നഷ്ടം സംഭവിക്കുമ്പോൾ, പാരഫിൻ മെറ്റീരിയൽ വഴി ഉരുക്കി വലിയ അളവിൽ ചൂട് ആഗിരണം ചെയ്യാൻ കഴിയും. ബാറ്ററി താപനില കൂടുതൽ വർദ്ധിക്കുന്നത് തടയുകയും അതുവഴി ബാറ്ററി പായ്ക്കിനുള്ളിൽ നിയന്ത്രണാതീതമായ താപം പടരുന്നത് തടയുകയും ചെയ്യുന്നു.

അക്യുപങ്‌ചർ പരിശോധനയിൽ, 18650 ബാറ്ററികളിൽ നിന്ന് പായ്ക്ക് ചെയ്ത ഒരു ബാറ്ററി പായ്ക്ക്, പിസിസി മെറ്റീരിയൽ ഇല്ലെങ്കിൽ, ബാറ്ററി തെർമൽ നിയന്ത്രണം വിട്ട് ഒടുവിൽ ബാറ്ററി പാക്കിൽ 20 ബാറ്ററികളിലേക്ക് നയിക്കും, കൂടാതെ പിസിസി മെറ്റീരിയലുകൾ ഉപയോഗിക്കുകയും ചെയ്യും. ബാറ്ററി പാക്കിൽ, നിയന്ത്രണം വിട്ട ഒരു ബാറ്ററി തെർമൽ മറ്റ് ബാറ്ററി പായ്ക്കുകളെ പ്രവർത്തനക്ഷമമാക്കുന്നില്ല. ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററി തെർമൽ ഔട്ട്-ഓഫ് കൺട്രോൾ എന്നത് സുരക്ഷാ അപകടം കാണാൻ ഞങ്ങൾ ഏറ്റവും മടിക്കുന്ന ഒന്നാണ്, ശക്തമായ പ്രതിരോധം, ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളുടെ സുരക്ഷ മെച്ചപ്പെടുത്തൽ, താപ നിയന്ത്രണം ഔട്ട്-ഓഫ്-കൺട്രോൾ തടയൽ, ബാറ്ററി ഫോർമുല ഡിസൈൻ, സ്ട്രക്ചറൽ ഡിസൈൻ, ബാറ്ററി പായ്ക്ക് എന്നിവയിൽ നിന്നുള്ള താപ മാനേജ്മെന്റ് ഡിസൈൻ.

മുകളിലെ ട്യൂബിനടിയിൽ, ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററിയുടെ തെർമോസ്റ്റബിലിറ്റിയുടെ സഹ-മെച്ചപ്പെടുത്തൽ, താപനഷ്ട നിയന്ത്രണത്തിനുള്ള സാധ്യത കുറയ്ക്കുന്നു. .