1. Ignifug al electrolitului
Ignifugenții electroliți sunt o modalitate foarte eficientă de a reduce riscul de evadare termică a bateriilor, dar acești ignifugări au adesea un impact grav asupra performanței electrochimice a bateriilor cu ioni de litiu, deci este dificil de utilizat în practică.Pentru a rezolva această problemă, a Universității din California, San Diego, echipa YuQiao [1] cu metoda de ambalare a capsulelor va ignifuga DbA (dibenzil amină) depozitată în interiorul microcapsulei, împrăștiată în electrolit, în timpii normale nu vor avea un impact asupra performanței bateriilor cu ioni de litiu a apărut, dar atunci când celulele nu sunt distruse de forțe externe, cum ar fi extrudarea, ignifugenții din aceste capsule sunt apoi eliberați, otrăvind bateria și provocând defectarea acesteia, alertând-o astfel. la fuga termică.În 2018, echipa lui YuQiao [2] a folosit din nou tehnologia de mai sus, folosind etilenglicol și etilendiamină ca ignifugă, care au fost încapsulate și introduse în bateria litiu-ion, rezultând o scădere cu 70% a temperaturii maxime a bateriei cu litiu-ion în timpul testul pin pin, reducând semnificativ riscul controlului termic al bateriei cu litiu-ion.
Metodele menționate mai sus se autodistrug, ceea ce înseamnă că odată ce ignifugul este folosit, întreaga baterie litiu-ion va fi distrusă.Cu toate acestea, echipa lui AtsuoYamada de la Universitatea din Tokyo din Japonia [3] a dezvoltat un electrolit ignifug care nu va afecta performanța bateriilor litiu-ion.În acest electrolit, a fost utilizată o concentrație mare de NaN(SO2F)2(NaFSA) sau LiN(SO2F)2(LiFSA) ca sare de litiu, iar la electrolit a fost adăugat un trimetil fosfat ignifug obișnuit, care a îmbunătățit semnificativ stabilitatea termică. a bateriei litiu-ion.În plus, adăugarea de ignifug nu a afectat performanța ciclului bateriei litiu-ion.Electrolitul poate fi folosit pentru mai mult de 1000 de cicluri (1200 C/5 cicluri, 95% reținere a capacității).
Caracteristicile ignifuge ale bateriilor cu ioni de litiu prin aditivi este una dintre modalitățile de a alerta bateriile cu ioni de litiu pentru a scăpa de sub control.Unii oameni găsesc, de asemenea, o nouă modalitate de a încerca să alerteze apariția unui scurtcircuit în bateriile cu ioni de litiu cauzat de forțele externe de la rădăcină, astfel încât să atingă scopul de a îndepărta fundul și a elimina complet apariția căldurii scăpate de sub control.Având în vedere posibilul impact violent al bateriilor de putere litiu-ion în uz, GabrielM.Veith de la Laboratorul Național Oak Ridge din Statele Unite a proiectat un electrolit cu proprietăți de îngroșare prin forfecare [4].Acest electrolit utilizează proprietățile fluidelor non-newtoniene.În stare normală, electrolitul este lichid.Cu toate acestea, atunci când se confruntă cu un impact brusc, va prezenta o stare solidă, va deveni extrem de puternic și chiar poate obține efectul antiglonț.De la rădăcină, alertează riscul de evaporare termică cauzat de scurtcircuit în baterie atunci când bateria litiu-ion se ciocnește.
2. Structura bateriei
În continuare, să ne uităm la cum să puneți frânele pe evadarea termică de la nivelul celulelor bateriei.În prezent, problema evadării termice a fost luată în considerare în proiectarea structurală a bateriilor litiu-ion.De exemplu, există de obicei o supapă de limitare a presiunii în capacul superior al bateriei 18650, care poate elibera în timp util presiunea excesivă din interiorul bateriei atunci când evada termic.În al doilea rând, va exista material cu coeficient de temperatură pozitiv PTC în capacul bateriei.Când temperatura de evaporare termică crește, rezistența materialului PTC va crește semnificativ pentru a reduce curentul și a reduce generarea de căldură.În plus, în proiectarea structurii bateriei unice ar trebui să ia în considerare, de asemenea, proiectarea anti-scurtcircuit între polii pozitivi și negativi, alertă din cauza funcționării greșite, reziduuri metalice și alți factori care duc la scurtcircuit al bateriei, provocând accidente de siguranță.
Atunci când al doilea design în baterii, trebuie să folosească mai sigură diafragma, cum ar fi porul închis automat din compozit cu trei straturi la temperatură ridicată diafragma, dar în ultimii ani, odată cu îmbunătățirea densității energiei bateriei, diafragma subțire sub tendința de Diafragma compozită cu trei straturi a devenit treptat învechită, înlocuită cu acoperirea ceramică a diafragmei, acoperirea ceramică pentru suportul diafragmei, reducerea contracției diafragmei la temperaturi ridicate, îmbunătățirea stabilității termice a bateriei litiu-ion și reducerea riscului de fuga termică a bateriei litiu-ion.
3. Design de siguranță termică a pachetului de baterii
În utilizare, bateriile litiu-ion sunt adesea compuse din zeci, sute sau chiar mii de baterii prin conexiune în serie și paralelă.De exemplu, acumulatorul Tesla ModelS este format din peste 7.000 de baterii 18650.Dacă una dintre baterii pierde controlul termic, se poate răspândi în acumulator și poate provoca consecințe grave.De exemplu, în ianuarie 2013, bateria litiu-ion Boeing 787 a unei companii japoneze a luat foc în Boston, Statele Unite.Potrivit investigației Consiliului Național de Siguranță a Transporturilor, o baterie litiu-ion pătrată de 75 Ah din pachetul de baterii a provocat o fugă termică a bateriilor adiacente.După incident, Boeing a cerut ca toate bateriile să fie echipate cu măsuri noi pentru a preveni răspândirea termică necontrolată.
Pentru a preveni răspândirea evaporării termice în interiorul bateriilor cu ioni de litiu, AllcellTechnology a dezvoltat un material de izolare termică PCC pentru bateriile cu ioni de litiu bazat pe materiale cu schimbare de fază [5].Material PCC umplut între bateria monomer litiu-ion, în cazul funcționării normale a pachetului de baterii litiu-ion, acumulatorul în căldură poate fi trecut prin materialul PCC rapid în exteriorul pachetului de baterii, atunci când evadarea termică în litiu-ion bateriile, materialul PCC prin topirea sa internă a cerii de parafină absorb o mulțime de căldură, împiedică creșterea temperaturii bateriei în continuare, astfel alertează la încălzirea scăpată de sub control în difuzia internă a pachetului de baterii.În testul de înțepare, evadarea termică a unei baterii dintr-un pachet de baterii constând din 4 și 10 șiruri de pachete de baterii 18650 fără utilizarea materialului PCC a provocat în cele din urmă evadarea termică a 20 de baterii din pachetul de baterii, în timp ce furia termică a unuia. bateria din pachetul de baterii din material PCC nu a provocat fuga termică a altor pachete de baterii.
Ora postării: 25-feb-2022