1. Успоривач пламена електролита
Електролитски успоривачи пламена су веома ефикасан начин да се смањи ризик од топлотног бежања батерија, али ови успоривачи пламена често имају озбиљан утицај на електрохемијске перформансе литијум-јонских батерија, па их је тешко користити у пракси.Да би решио овај проблем, са Универзитета у Калифорнији, Сан Дијего, ИуКиао тим [1] методом паковања капсула ће успорити пламен ДбА (дибензил амин) ускладиштен у унутрашњости микро капсуле, расути у електролиту, у нормална времена неће утицати на перформансе литијум-јонских батерија, али када се ћелије униште спољном силом као што је екструзија, успоривачи пламена у овим капсулама се тада ослобађају, трују батерију и узрокују њено кварење, чиме се упозорава до термичког бекства.Године 2018, ИуКиао-ов тим [2] је поново користио горњу технологију, користећи етилен гликол и етилендиамин као успориваче пламена, који су инкапсулирани и убачени у литијум-јонску батерију, што је резултирало падом од 70% максималне температуре литијум-јонске батерије током пин пин тест, значајно смањује ризик од термичке контроле литијум-јонске батерије.
Горе поменуте методе су самоуништавајуће, што значи да када се користи успоривач пламена, цела литијум-јонска батерија ће бити уништена.Међутим, АтсуоИамадин тим на универзитету у Токију у Јапану [3] развио је електролит који успорава пламен који неће утицати на перформансе литијум-јонских батерија.У овом електролиту је коришћена висока концентрација НаН(СО2Ф)2(НаФСА)илиЛиН(СО2Ф)2(ЛиФСА) као литијумова со, а у електролит је додат уобичајени триметил фосфат ТМП који успорава пламен, што је значајно побољшало термичку стабилност. литијум-јонске батерије.Штавише, додатак успоривача пламена није утицао на перформансе циклуса литијум-јонске батерије.Електролит се може користити за више од 1000 циклуса (1200 Ц/5 циклуса, 95% задржавање капацитета).
Запаљиве карактеристике литијум-јонских батерија путем адитива су један од начина да се литијум-јонске батерије упозоре да се загревају ван контроле.Неки људи проналазе и нови начин да покушају да упозоре на појаву кратког споја у литијум-јонским батеријама изазваних спољним силама из корена, како би постигли сврху уклањања дна и потпуно елиминисали појаву топлоте ван контроле.Имајући у виду могући насилни утицај енергетских литијум јонских батерија у употреби, Габриел М. Веитх из Националне лабораторије Оак Риџ у Сједињеним Државама дизајнирао је електролит са својствима згушњавања при смицању [4].Овај електролит користи својства нењутновских течности.У нормалном стању, електролит је течан.Међутим, када се суочи са изненадним ударом, представљаће чврсто стање, постати изузетно јак, па чак и може постићи ефекат отпорности на метке.Из корена упозорава на ризик од топлотног одласка изазваног кратким спојем у батерији када се литијум-јонска батерија судара.
2. Структура батерије
Даље, хајде да погледамо како да кочнице на термички беже од нивоа ћелија батерије.У овом тренутку, проблем топлотног бекства се разматра у конструкцијском дизајну литијум-јонских батерија.На пример, обично постоји вентил за смањење притиска у горњем поклопцу 18650 батерије, који може благовремено ослободити прекомерни притисак унутар батерије када се термички елиминише.Друго, постојаће материјал са позитивним температурним коефицијентом ПТЦ у поклопцу батерије.Када температура топлотног бежења порасте, отпор ПТЦ материјала ће се значајно повећати како би се смањила струја и смањило стварање топлоте.Поред тога, у дизајну структуре једне батерије треба узети у обзир и дизајн против кратког споја између позитивних и негативних полова, упозорење због погрешног рада, остатака метала и других фактора који доводе до кратког споја батерије, узрокујући сигурносне несреће.
Када је други дизајн у батеријама, мора се користити сигурнија дијафрагма, као што је аутоматска затворена пора трослојног композита на високој температури дијафрагме, али последњих година, са побољшањем густине енергије батерије, танка дијафрагма је под трендом трослојна композитна дијафрагма је постепено застарела, замењена керамичким премазом дијафрагме, керамичким премазом за подршку дијафрагме, смањује контракцију дијафрагме на високим температурама, побољшава термичку стабилност литијум-јонске батерије и смањује ризик од термални одлазак литијум-јонске батерије.
3. Термички сигурносни дизајн батерије
У употреби, литијум-јонске батерије се често састоје од десетина, стотина или чак хиљада батерија кроз серијску и паралелну везу.На пример, батерија Тесла МоделС се састоји од више од 7.000 18650 батерија.Ако једна од батерија изгуби термичку контролу, може се раширити у батерији и изазвати озбиљне последице.На пример, у јануару 2013. године, Боеинг 787 литијум-јонска батерија јапанске компаније запалила се у Бостону, Сједињене Државе.Према истрази Националног одбора за безбедност у саобраћају, квадратна литијум-јонска батерија од 75 Ах у батеријском пакету изазвала је термички бег суседних батерија.Након инцидента, Боинг је захтевао да сви пакети батерија буду опремљени новим мерама за спречавање неконтролисаног топлотног ширења.
Да би се спречило ширење топлотног бекства унутар литијум-јонских батерија, АллцеллТецхнологи је развио материјал за термичку изолацију ПЦЦ за литијум-јонске батерије на бази материјала за промену фазе [5].ПЦЦ материјал напуњен између мономерне литијум-јонске батерије, у случају нормалног рада литијум-јонске батерије, батеријски пакет у топлоти може брзо да се прође кроз ПЦЦ материјал на спољашњу страну батерије, када се термички бијег у литијум-јонски батерије, ПЦЦ материјал својим унутрашњим топљењем парафинског воска апсорбује много топлоте, спречава даљи пораст температуре батерије, тако да је упозорен да се топлота измакне контроли у унутрашњој дифузији батерије.У пинприцк тесту, термички бијег једне батерије у батеријском пакету који се састоји од 4 и 10 низова од 18650 пакета батерија без употребе ПЦЦ материјала на крају је узроковао термички бијег 20 батерија у пакету батерија, док је термички бијег једне батерије батерија у батеријском пакету направљеном од ПЦЦ материјала није изазвала термички бег других батерија.
Време поста: 25. фебруар 2022