1. Elektrolitin alov gecikdiricisi
Elektrolit alov gecikdiriciləri batareyaların termal qaçması riskini azaltmaq üçün çox təsirli bir üsuldur, lakin bu alov gecikdiricilər çox vaxt litium-ion batareyalarının elektrokimyəvi göstəricilərinə ciddi təsir göstərir, buna görə də praktikada istifadə etmək çətindir. Bu problemi həll etmək üçün San Dieqo Kaliforniya Universitetinin YuQiao komandası [1] kapsul qablaşdırma üsulu ilə mikro kapsulun içərisində saxlanılan, elektrolitdə səpələnmiş alov gecikdirici DbA (dibenzil amin) tətbiq edəcək. normal vaxtlar litium-ion batareyaların işinə təsir etməyəcək, lakin hüceyrələr ekstruziya kimi xarici qüvvə tərəfindən məhv edildikdə, bu kapsullardakı alov gecikdiricilər daha sonra sərbəst buraxılır, batareyanı zəhərləyir və onun sıradan çıxmasına səbəb olur və bununla da onu xəbərdar edir. termal qaçışa. 2018-ci ildə YuQiao komandası [2] alov gecikdiriciləri kimi etilen qlikol və etilendiamindən istifadə edərək yenidən yuxarıdakı texnologiyadan istifadə etdi, bunlar kapsullaşdırılaraq litium ion batareyasına daxil edildi və nəticədə litium ion batareyasının maksimum temperaturu 70% azaldı. litium-ion batareyanın istilik nəzarəti riskini əhəmiyyətli dərəcədə azaldan pin pin testi.
Yuxarıda göstərilən üsullar özünü məhv edir, yəni alov gecikdirici istifadə edildikdən sonra bütün litium-ion batareyası məhv ediləcək. Bununla belə, Yaponiyanın Tokio universitetindəki AtsuoYamada komandası [3] litium-ion batareyalarının işinə təsir etməyəcək alov gecikdirən elektrolit hazırlayıb. Bu elektrolitdə litium duzu kimi yüksək konsentrasiyalı NaN(SO2F)2(NaFSA) və yaLiN(SO2F)2(LiFSA) istifadə edildi və elektrolitə ümumi alov gecikdirən trimetil fosfat TMP əlavə edildi, bu da istilik sabitliyini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırdı. litium-ion batareyası. Üstəlik, alov gecikdiricinin əlavə edilməsi litium-ion batareyanın dövriyyə performansına təsir göstərmədi. Elektrolit 1000-dən çox dövr üçün istifadə edilə bilər (1200 C/5 dövr, 95% tutum saxlama).
Litium ion batareyalarının aşqarlar vasitəsilə alov gecikdirici xüsusiyyətləri litium-ion batareyaları nəzarətdən kənar qızdırmaq üçün xəbərdar etməyin yollarından biridir. Bəzi insanlar, litium ion batareyalarında kökdən kənar qüvvələrin yaratdığı qısa qapanmanın meydana gəlməsini xəbərdar etməyə çalışmaq üçün yeni bir yol tapırlar ki, dibi çıxarmaq məqsədinə nail olmaq və nəzarətdən kənar istilik meydana gəlməsini tamamilə aradan qaldırmaq. İstifadədə olan güclü litium-ion batareyalarının mümkün şiddətli təsirini nəzərə alaraq, ABŞ-dakı Oak Ridge Milli Laboratoriyasından GabrielM.Veith kəsmə qalınlaşdırıcı xüsusiyyətləri olan bir elektrolit hazırladı [4]. Bu elektrolit qeyri-Nyuton mayelərinin xüsusiyyətlərindən istifadə edir. Normal vəziyyətdə elektrolit mayedir. Ancaq ani bir zərbə ilə qarşılaşdıqda, möhkəm bir vəziyyət təqdim edəcək, son dərəcə güclü olacaq və hətta güllə keçirməzlik effektinə nail ola bilər. Güclü litium-ion batareyası toqquşduqda batareyada qısaqapanma nəticəsində yaranan termal qaçış riski barədə xəbərdarlıq edir.
2. Batareyanın quruluşu
Daha sonra, batareya hüceyrələrinin səviyyəsindən termal qaçışda əyləcləri necə qoyacağına baxaq. Hal-hazırda, litium-ion batareyalarının struktur dizaynında termal qaçaq problemi nəzərdən keçirilmişdir. Məsələn, adətən 18650 akkumulyatorunun üst qapağında bir təzyiq relyef klapan var ki, bu da termal qaçışda batareyanın içərisində həddindən artıq təzyiqi vaxtında buraxa bilər. İkincisi, batareyanın qapağında müsbət temperatur əmsalı materialı PTC olacaq. Termal qaçaq temperatur yüksəldikdə, cərəyanı azaltmaq və istilik istehsalını azaltmaq üçün PTC materialının müqaviməti əhəmiyyətli dərəcədə artacaq. Bundan əlavə, tək batareyanın strukturunun dizaynında müsbət və mənfi qütblər arasında qısaqapanmaya qarşı dizayn, səhv işləmə, metal qalıqları və batareyanın qısa qapanması ilə nəticələnən, təhlükəsizlik qəzalarına səbəb olan digər amillərin xəbərdarlığı da nəzərə alınmalıdır.
Batareyalarda ikinci dizayn edildikdə, daha etibarlı diafraqma istifadə edilməlidir, məsələn, yüksək temperaturda üç qatlı kompozitin avtomatik qapalı məsaməsi diafraqma, lakin son illərdə batareyanın enerji sıxlığının yaxşılaşdırılması ilə, nazik diafraqma tendensiyası altında. üç qatlı kompozit diafraqma tədricən köhnəlmiş, diafraqmanın keramika örtüyü ilə əvəz edilmişdir, diafraqmanın dəstəklənməsi üçün keramika örtüyü, yüksək temperaturda diafraqmanın daralmasını azaltmaq, litium-ion batareyasının istilik sabitliyini artırmaq və riskini azaltmaq litium-ion batareyanın termal qaçması.
3. Batareya paketinin istilik təhlükəsizliyi dizaynı
İstifadədə litium-ion batareyalar çox vaxt seriyalı və paralel qoşulma vasitəsilə onlarla, yüzlərlə və hətta minlərlə batareyadan ibarətdir. Məsələn, Tesla ModelS-in batareya paketi 7000-dən çox 18650 batareyadan ibarətdir. Batareyalardan biri istilik nəzarətini itirərsə, batareya paketinə yayıla və ciddi nəticələrə səbəb ola bilər. Məsələn, 2013-cü ilin yanvarında ABŞ-ın Boston şəhərində Yaponiya şirkətinə məxsus Boeing 787 litium-ion batareyası yanıb. Milli Nəqliyyat Təhlükəsizliyi Şurasının araşdırmasına görə, batareya paketindəki 75Ah kvadrat litium-ion batareya bitişik batareyaların termal qaçmasına səbəb oldu. Hadisədən sonra Boeing nəzarətsiz istilik yayılmasının qarşısını almaq üçün bütün batareya paketlərinin yeni tədbirlərlə təchiz edilməsini tələb etdi.
Termal qaçaqların litium-ion batareyaların içərisində yayılmasının qarşısını almaq üçün AllcellTechnology faza dəyişikliyi materiallarına əsaslanan litium ion batareyaları üçün PCC istilik izolyasiya materialı hazırladı [5]. Monomer litium ion batareyası arasında doldurulmuş PCC materialı, litium-ion batareya paketinin normal işləməsi vəziyyətində, istilikdəki batareya paketi, litium ionunda termal qaçış olduqda, batareya paketinin xaricinə sürətlə PCC materialından keçə bilər. Batareyalar, daxili parafin mumu əriməsi ilə PCC materialı çox istilik udur, batareyanın temperaturunun daha da artmasının qarşısını alır, beləliklə batareya paketində daxili diffuziya nəzarətdən çıxan istilik xəbərdarlığı. Pinprick testində, PCC materialından istifadə edilmədən 4 və 10 simli 18650 batareya paketindən ibarət bir batareya paketindəki bir batareyanın termal qaçması nəticədə batareya paketindəki 20 batareyanın termal qaçmasına, bir batareyanın isə termal qaçmasına səbəb oldu. PCC materialından hazırlanmış batareya paketindəki batareya digər batareya paketlərinin termal qaçmasına səbəb olmadı.
Göndərmə vaxtı: 25 fevral 2022-ci il