Ngayon, ang iba't ibang mga kumpanya ng kotse ay gumagamit ng mga baterya ng lithium sa isang malaking sukat sa mga baterya ng kuryente, at ang density ng enerhiya ay tumataas at mas mataas, ngunit ang mga tao ay nakukulayan pa rin ng kaligtasan ng mga baterya ng kuryente, at hindi ito isang magandang solusyon sa kaligtasan ng mga baterya.Ang thermal runaway ay ang pangunahing layunin ng pananaliksik ng kaligtasan ng baterya ng kuryente, at ito ay nagkakahalaga ng pagtutuunan ng pansin.
Una sa lahat, unawain natin kung ano ang thermal runaway.Ang thermal runaway ay isang chain reaction phenomenon na na-trigger ng iba't ibang trigger, na nagreresulta sa malaking halaga ng init at nakakapinsalang gas na ibinubuga ng baterya sa loob ng maikling panahon, na maaaring maging sanhi ng pagsunog at pagsabog ng baterya sa mga seryosong kaso.Mayroong maraming mga dahilan para sa paglitaw ng thermal runaway, tulad ng overheating, overcharging, panloob na short circuit, banggaan, atbp. Ang thermal runaway ng baterya ay madalas na nagsisimula mula sa agnas ng negatibong SEI film sa cell ng baterya, na sinusundan ng agnas at pagkatunaw. ng diaphragm, na nagreresulta sa negatibong elektrod at electrolyte, na sinusundan ng pagkabulok ng parehong positibong elektrod at electrolyte, kaya nag-trigger ng malakihang panloob na short circuit, na nagiging sanhi ng pagkasunog ng electrolyte, na pagkatapos ay kumakalat sa iba pang mga cell, na nagiging sanhi ng isang seryosong thermal runaway at nagpapahintulot sa buong battery pack na makagawa ng kusang pagkasunog.
Ang mga sanhi ng thermal runaway ay maaaring nahahati sa panloob at panlabas na mga sanhi.Ang mga panloob na sanhi ay kadalasang dahil sa panloob na mga short circuit;ang mga panlabas na sanhi ay dahil sa mekanikal na pang-aabuso, electrical abuse, thermal abuse, atbp.
Ang isang panloob na short circuit, na isang direktang kontak sa pagitan ng positibo at negatibong mga terminal ng baterya, ay lubhang nag-iiba sa antas ng pakikipag-ugnay at ang kasunod na reaksyon na na-trigger.Karaniwan ang isang napakalaking panloob na short circuit na dulot ng mekanikal at thermal na pang-aabuso ay direktang mag-trigger ng thermal runaway.Sa kabaligtaran, ang mga panloob na short circuit na nabuo sa kanilang sarili ay medyo maliit, at ang init na nabubuo nito ay napakaliit na hindi ito agad na nag-trigger ng thermal runaway.Ang panloob na pagpapaunlad sa sarili ay karaniwang kinabibilangan ng mga depekto sa pagmamanupaktura, pagkasira ng iba't ibang katangian na dulot ng pagtanda ng baterya, tulad ng pagtaas ng panloob na resistensya, mga deposito ng lithium metal na dulot ng pangmatagalang banayad na maling paggamit, atbp. Habang naipon ang oras, ang panganib ng panloob na short circuit na dulot ng naturang ang mga panloob na sanhi ay unti-unting tataas.
Mechanical abuse, ay tumutukoy sa pagpapapangit ng lithium baterya monomer at baterya pack sa ilalim ng pagkilos ng panlabas na puwersa, at ang kamag-anak na pag-aalis ng iba't ibang bahagi ng sarili nito.Ang mga pangunahing anyo laban sa electric cell ay kinabibilangan ng banggaan, pagpilit at pagbutas.Halimbawa, ang isang dayuhang bagay na hinawakan ng sasakyan sa mataas na bilis ay direktang humantong sa pagbagsak ng panloob na diaphragm ng baterya, na nagdulot naman ng short circuit sa loob ng baterya at nag-trigger ng kusang pagkasunog sa loob ng maikling panahon.
Ang pang-aabusong elektrikal ng mga bateryang lithium sa pangkalahatan ay kinabibilangan ng panlabas na short circuit, sobrang singil, labis na paglabas ng ilang mga anyo, na malamang na maging thermal runaway upang mag-overcharge.Ang panlabas na short circuit ay nangyayari kapag ang dalawang conductor na may differential pressure ay konektado sa labas ng cell.Ang mga panlabas na shorts sa mga pack ng baterya ay maaaring dahil sa pagpapapangit na dulot ng mga banggaan ng sasakyan, paglubog ng tubig, kontaminasyon ng konduktor o electric shock sa panahon ng pagpapanatili.Karaniwan, ang init na inilabas mula sa isang panlabas na short circuit ay hindi nagpapainit sa baterya kumpara sa isang pagbutas.Ang mahalagang link sa pagitan ng isang panlabas na short circuit at thermal runaway ay ang temperatura na umaabot sa punto ng overheating.Ito ay kapag ang init na nalilikha ng panlabas na short circuit ay hindi maaaring mawala ng maayos na ang temperatura ng baterya ay tumataas at ang mataas na temperatura ay nag-trigger ng thermal runaway.Samakatuwid, ang pagputol ng short-circuit current o pag-alis ng sobrang init ay mga paraan upang pigilan ang panlabas na short circuit mula sa paggawa ng karagdagang pinsala.Ang sobrang pagsingil, dahil sa puno ng enerhiya nito, ay isa sa pinakamataas na panganib ng pag-abuso sa kuryente.Ang henerasyon ng init at gas ay dalawang karaniwang tampok ng proseso ng overcharging.Ang henerasyon ng init ay nagmumula sa ohmic heat at side reactions.Una, lumalaki ang mga lithium dendrite sa ibabaw ng anode dahil sa labis na pag-embed ng lithium.
Mga hakbang sa proteksyon ng thermal runaway:
Sa self-generated na yugto ng init upang pigilan ang thermal runaway ng core, mayroon kaming dalawang pagpipilian, ang isa ay upang mapabuti at i-upgrade ang materyal ng core, ang kakanyahan ng thermal runaway ay higit sa lahat ay nakasalalay sa katatagan ng positibo at negatibong mga materyales sa elektrod at electrolyte.Sa hinaharap, kailangan din nating gumawa ng mas mataas na mga tagumpay sa patong ng materyal ng cathode, pagbabago, pagiging tugma ng homogenous electrolyte at elektrod, at pagpapabuti ng thermal conductivity ng core.O piliin ang electrolyte na may mataas na kaligtasan upang i-play ang epekto ng flame retardant.Pangalawa, kinakailangan na magpatibay ng mahusay na mga solusyon sa pamamahala ng thermal (PTC Coolant Heater/ PTC Air Heater) mula sa labas upang sugpuin ang pagtaas ng temperatura ng Li-ion na baterya, upang matiyak na ang SEI film ng cell ay hindi tataas sa temperatura ng paglusaw, at natural, hindi magaganap ang thermal runaway.
Oras ng post: Mar-17-2023
