Làm thế nào để khiến pin lithium-ion "mất kiểm soát nhiệt" để lắp phanh!

Аўтар: Iflowpower - Cyflenwr Gorsaf Bŵer Cludadwy

Nhiệt độ không được kiểm soát là tai nạn an toàn nghiêm trọng nhất khi sử dụng pin lithium-ion. Nhiệt độ mất kiểm soát thường là do pin lithium ion có màng ngăn bị hỏng hoặc màng ngăn bị vỡ hoặc do chập mạch bên ngoài pin. Nó đã gây ra một lượng nhiệt lớn, gây ra một lượng nhiệt lớn, khởi động hoạt chất và chất điện phân ở cực dương và cực âm, khiến pin lithium-ion dễ bị nổ, đe dọa nghiêm trọng đến tính mạng và an toàn tài sản của người sử dụng.

Do đó, pin lithium-ion nói chung sẽ được yêu cầu trong quá trình phát hiện an toàn pin lithium-ion và pin lithium-ion được yêu cầu phải vượt qua quá tải, in chồng chéo, đoản mạch và đùn, châm cứu, nhưng với sự cải thiện liên tục về mật độ năng lượng của pin lithium và dung lượng pin, pin đã vượt qua các bài kiểm tra châm cứu ngày càng khó hơn, vì vậy bài kiểm tra châm cứu không được thực hiện trong "Yêu cầu an toàn về pin lithium-ion cho xe điện" được công bố tại Bộ Công nghiệp và Công nghệ thông tin. Tuy nhiên, phiên bản mới không yêu cầu phải làm gì liên quan đến bài kiểm tra châm cứu. Sau đó, không thể khôi phục lại được nữa.

Nếu nhà sản xuất đạt được pin lithium công suất lớn, mật độ năng lượng cao thông qua thử nghiệm châm cứu thì sẽ có ý nghĩa quan trọng trong cạnh tranh. Những ưu điểm. Hôm nay chúng ta sẽ nói về những kỹ thuật "phanh" để mất "phanh" đối với pin lithium-ion.

1. Chất chống cháy dạng lỏng điện phân là một giải pháp rất hiệu quả để giảm thiểu tình trạng mất kiểm soát nhiệt của pin, nhưng những chất chống cháy này thường ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu suất điện hóa của pin lithium-ion nên khó áp dụng trong 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 ảnh hưởng đến hiệu suất điện của pin lithium-ion, nhưng khi pin bị phá hủy do đùn, chất chống cháy trong các viên nang này sẽ được giải phóng và pin "độc hại" gây ra hỏng pin, do đó ngăn ngừa sự cố nhiệt mất kiểm soát xảy ra.

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 đã cải thiện đáng kể độ ổn định nhiệt của pin lithium-ion, thậm chí còn mạnh mẽ 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 để ngăn chặn một trong những con đường nhiệt mất kiểm soát của pin lithium ion, và một số người có cách khác, cố gắng ngăn chặn sự xuất hiện của hiện tượng đoản mạch trong pin lithium ion do nguyên nhân gốc rễ, do đó đạt được mục đích nhặt đáy ấm.

Loại bỏ hoàn toàn hiện tượng nhiệt độ mất kiểm soát. Đối với trường hợp pin lithium động đang sử dụng, nó có thể phải chịu tác động mạnh, theo Gabrielm của Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge của Mỹ. Veith đã thiết kế một chất điện phân [4] có đặc tính làm đặc cắt, sử dụng các đặc tính của chất lỏng phi Newton.

Ở trạng thái bình thường, chất điện phân sẽ ở trạng thái lỏng, nhưng khi gặp tác động đột ngột, trạng thái rắn sẽ được tạo ra một cách bất thường, thậm chí có thể đạt được hiệu quả chống đạn. Từ nguyên nhân gốc rễ, nguy cơ mất nhiệt trong pin được ngăn ngừa khi pin lithium bị va chạm. 2.

Cấu trúc pin đưa chúng ta đến với cách tỏa nhiệt không kiểm soát, và pin lithium-ion hiện tại đang xem xét vấn đề tỏa nhiệt không kiểm soát trong thiết kế cấu trúc, chẳng hạn như ở nắp trên của 18650. Thông thường sẽ có một van xả áp suất và có thể xả áp suất bên trong pin khi nhiệt độ mất kiểm soát. Hệ số nhiệt độ dương của vật liệu PTC ở nắp trên của pin thứ hai tăng đáng kể khi nhiệt độ mất nhiệt tăng.

Giảm dòng điện để giảm nhiệt. Ngoài ra, khi thiết kế cấu trúc pin monome, cần tính đến thiết kế ngắn mạch giữa điện cực dương và điện cực âm, các yếu tố như trục trặc, tạp chất kim loại... 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 công suất lớn thường được sử dụng, hàng trăm hoặc thậm chí hàng nghìn cục pin được ghép song song, chẳng hạn như cụm pin Tesla Models từ hơn 7.000.

Thành phần 18650, nếu xảy ra hiện tượng một trong các pin bị rò rỉ, có thể lan ra cả cụm pin, gây hậu quả nghiêm trọng. Ví dụ, vào tháng 1 năm 2013, một máy bay chở khách Boeing 787 của hãng hàng không Japanese Airlines tại Boston, Hoa Kỳ, theo điều tra của Ủy ban An toàn Giao thông Quốc gia Hoa Kỳ, đã bị hỏng một bộ pin lithium-ion vuông 75AH trong cụm pin. Sau khi mất kiểm soát, tình trạng mất kiểm soát nhiệt của pin liền kề đã xảy ra.

Sau sự cố, Boeing đã yêu cầu áp dụng biện pháp bổ sung lớp phủ nóng không kiểm soát được trên tất cả các bộ pin. Để ngăn chặn nhiệt độ tăng cao ngoài tầm kiểm soát bên trong pin lithium-ion, US AllCelltechnology đã phát triển vật liệu cách nhiệt pin lithium-ion dựa trên vật liệu thay đổi pha [5]. Vật liệu PCC được điền vào giữa pin lithium ion monome, trong trường hợp bộ pin lithium ion hoạt động bình thường, nhiệt của bộ pin có thể được truyền nhanh đến bộ pin thông qua vật liệu PCC và khi pin lithium ion bị mất nhiệt, vật liệu PCC có thể được làm tan chảy thông qua vật liệu parafin để hấp thụ một lượng nhiệt lớn, ngăn nhiệt độ của pin tăng thêm, do đó ngăn chặn nhiệt độ không kiểm soát được lan truyền bên 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. Pin lithium-ion nhiệt mất kiểm soát là biện pháp phòng ngừa an toàn không mong muốn nhất của chúng tôi, cải thiện tính an toàn của pin lithium-ion, ngăn ngừa nhiệt mất kiểm soát và thiết kế quản lý nhiệt từ thiết kế công thức pin, thiết kế cấu trúc và cụm pin.

Dưới ống trên, khả năng chịu nhiệt của pin lithium-ion được cải thiện, giảm khả năng kiểm soát mất nhiệt. .