Làm thế nào để kiểm soát sự mất nhiệt của pin lithium ion?

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Zentral elektriko eramangarrien hornitzailea

1. Chất chống cháy dạng lỏng điện phân Chất chống cháy dạng lỏng điện phân là một giải pháp rất hiệu quả để giảm thiểu tình trạng pin quá nhiệt, nhưng những chất chống cháy này thường có tác động nghiêm trọng đến tính chất điện hóa của pin lithium ion nên khó có thể đưa vào sử dụng thực tế. Để giải quyết vấn đề này, nhóm Yuqiao của Sheng Diego, California, Trung Quốc [1] lưu trữ chất chống cháy DBA (dibenzylamine) bên trong các vi nang trong trường hợp đóng gói viên nang, phân tán trong chất điện phân, sẽ không Khi các tính chất điện của pin lithium-ion, chất chống cháy trong các viên nang này sẽ được giải phóng khi pin bị phá hủy do đùn, và pin đã gây ra hỏng pin, do đó xảy ra hiện tượng mất nhiệt.

Nhóm nghiên cứu Yuqiao 2018 [2] một lần nữa sử dụng kỹ thuật trên, sử dụng ethylene glycol và ethylenediamine làm chất chống cháy, và phần bên trong của pin lithium ion được nạp vào pin lithium-ion đã giảm 70% trong thử nghiệm châm cứu. Giảm đáng kể nguy cơ mất kiểm soát nhiệt độ của pin lithium ion. Cách nói ở trên là tự hủy, tức là một khi chất chống cháy được sử dụng, toàn bộ pin lithium-ion sẽ bị loại bỏ và nhóm Atsuoyamada của Đại học Tokyo, Nhật Bản [3] đã phát triển một loại chất điện phân chống cháy lithium có tính chất của pin ion, dung dịch điện phân sử dụng NaN (SO2F) 2 (Nafsa) orlin (SO2F) 2 (LIFSA) nồng độ cao dưới dạng muối lithium và một chất chống cháy thông thường được thêm vào đó.

Este TMP làm tăng đáng kể độ ổn định nhiệt của pin lithium ion, giúp pin mạnh hơn. Việc bổ sung chất chống cháy không ảnh hưởng đến hiệu suất chu kỳ của pin lithium ion và pin sử dụng chất điện phân có thể tuần hoàn ổn định hơn 1000 lần (C / 5) 1200 lần trong tuần hoàn, tỷ lệ duy trì dung lượng 95%). Thông qua chất phụ gia, pin lithium ion có đặc tính chống cháy là một trong những cách mất nhiệt của pin lithium ion, và một số người có một cách khác, cố gắng xảy ra hiện tượng đoản mạch trong pin lithium-ion từ gốc rễ, do đó đạt được mục đích của đáy ấm, loại bỏ hoàn toàn hiện tượng nhiệt mất kiểm soát.

Đối với trường hợp pin lithium-ion động, nó có thể phải chịu những tác động mạnh trong quá trình sử dụng. Gabrielm.veith thuộc Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge của Mỹ đã thiết kế một chất điện phân có đặc tính làm đặc cắt [4], chất điện phân sử dụng chất lỏng không phải Newton được đặc trưng, ​​ở trạng thái bình thường, chất điện phân được trình bày ở trạng thái lỏng, nhưng trong trường hợp va chạm đột ngột, trạng thái rắn được trình bày, nó trở nên cực kỳ chắc chắn và thậm chí có thể đạt được hiệu ứng chống đạn, từ gốc rễ cảnh báo trong nguồn điện lithium Nguy cơ đoản mạch do nhiệt ra khỏi pin khi pin ion va chạm.

2. Cấu trúc pin Tiếp theo, chúng ta sẽ xem cách tạo ra nhiệt độ không kiểm soát, và pin lithium-ion hiện tại đang xem xét vấn đề nhiệt độ không kiểm soát trong thiết kế cấu trúc, chẳng hạn như trên pin 18650. Sẽ có một van giảm áp trong nắp và có thể xả áp kịp thời khi nhiệt độ vượt ngoài tầm kiểm soát, đồng thời sẽ có vật liệu hệ số nhiệt độ dương ở nắp trên của pin thứ hai.

Điện trở của vật liệu PTC tăng đáng kể trong quá trình tăng nhiệt độ mất nhiệt. Lớn để giảm sự suy giảm dòng điện. Ngoài ra, trong quá trình thiết kế cấu trúc cell pin, cần cân nhắc đến thiết kế ngắn mạch giữa điện cực dương và điện cực âm, cảnh báo do sai sót và các vật kim loại dư thừa khiến pin bị đoản mạch lạ, gây ra tai nạn an toàn.

Thứ hai, khi thiết kế pin, sử dụng màng chắn an toàn hơn, ví dụ, màng chắn ba lớp composite tự động đưa đón ở nhiệt độ cao, nhưng trong những năm gần đây, với sự cải thiện liên tục về mật độ năng lượng của pin, màng chắn ba lớp composite đã dần bị loại bỏ. Màng chắn phủ gốm, có thể sử dụng lớp phủ gốm để hỗ trợ màng chắn, giảm độ co ngót của bộ tách ở nhiệt độ cao, cải thiện độ ổn định nhiệt của pin lithium ion, giảm nguy cơ mất kiểm soát nhiệt của pin lithium ion. 3. Thiết kế an toàn nhiệt cho cụm pin Pin lithium-ion thường được tạo thành từ hàng chục, hàng trăm hoặc thậm chí hàng nghìn cục pin lắp song song, chẳng hạn như cụm pin Models của Tesla.

Hơn 7.000 pin 18650, nếu một trong các pin bị nóng quá mức có thể lan ra cả cụm pin, gây ra hậu quả nghiêm trọng. Ví dụ, vào tháng 1 năm 2013, một công ty Nhật Bản tại Boston, Hoa Kỳ, một công ty Nhật Bản, đang tiến hành khảo sát của Ủy ban An toàn Giao thông Quốc gia Hoa Kỳ, do một pin lithium-ion vuông 75AH trong cụm pin. Sau khi nhiệt độ của cụm pin liền kề vượt ngoài tầm kiểm soát, Boeing yêu cầu áp dụng biện pháp bổ sung thêm nhiệt độ vượt ngoài tầm kiểm soát lan tỏa trên tất cả các cụm pin.

Để ngăn ngừa tình trạng nhiệt độ bên trong pin lithium-ion mất kiểm soát, US AllCelltechnology đã phát triển vật liệu cách ly nhiệt độ bên trong pin lithium-ion mất kiểm soát dựa trên vật liệu thay đổi pha [5]. Vật liệu PCC được lấp đầy giữa pin lithium ion monome và khi bộ pin lithium ion bình thường, nhiệt của bộ pin có thể nhanh chóng truyền đến bộ pin thông qua vật liệu PCC và vật liệu PCC nằm trong pin lithium ion. Nó có thể tan chảy qua vật liệu parafin mà nó được sử dụng để hấp thụ một lượng nhiệt lớn, ngăn nhiệt độ của pin tăng thêm, do đó độ nóng không bị mất đi trong bộ pin.

Trong thử nghiệm châm cứu, một bộ pin được đóng gói từ 18650 pin, và khi không có vật liệu PCC, nhiệt độ của pin mất kiểm soát cuối cùng sẽ dẫn đến 20 pin trong bộ pin và sử dụng vật liệu PCC. Trong bộ pin, nhiệt độ của pin không được kiểm soát sẽ không kích hoạt các bộ pin khác. .