लिथियम बैटरी सुरक्षा का अध्ययन करने के लिए त्वरण कैलोरीमीटर (एआरसी) तकनीक

मैं 2018 ब्रिटिश THT दर कैलोरीमीटर जनवरी। प्रशिक्षण साइट, CATL, एयर लिथियम, चीन जुआन, BYD और अन्य घरेलू मुख्यधारा लिथियम आयन बैटरी निर्माताओं लोगों को अंत में प्रौद्योगिकी और आवेदन प्रशिक्षण (दर कैलोरीमीटर, एआरसी त्वरित) त्वरित कंपनी में भाग लिया आदान-प्रदान और प्रशिक्षण में भाग लेने, निर्माताओं बैटरी की सुरक्षा के बारे में बहुत चिंतित हैं, और व्यापक रूप से परीक्षण बैटरी थर्मल विशेषताओं एआरसी प्रौद्योगिकी अपनाया गया है। इस अध्ययन सारांश पर अब है, और आप के साथ साझा करने के लिए, पाठ त्रुटियां हैं, कृपया आलोचना।

एआरसी अमेरिका डॉव केमिकल कंपनी (डॉव केमिकल) बनाया गया है और 1970 में विकसित द्वारा, 80 कोलंबिया वैज्ञानिक निगम द्वारा स्थिरोष्म सिद्धांत पर आधारित डिजाइन एक थर्मल विश्लेषण साधन वाणिज्यीकरण। एआरसी स्थिरोष्म पर्यावरण का एक सटीक नियंत्रण प्रदान कर सकते हैं प्रयोग में, कैलोरीमीटर तापमान के तापमान नमूना के साथ तालमेल रखने के लिए, आंतरिक बैटरी की थर्मल विशेषताओं अनुकरण करने के लिए जब देर से घटाने के दौरान एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रिया, बैटरी एआरसी के वास्तविक संचालन को समझने के निम्नलिखित विशेषताएं हैं:

① उच्च संवेदनशीलता, तीव्रता के डीएससी 1 ~ 2 के आदेश से बेहतर;

② माप लचीलापन, एआरसी बैटरी घटकों का अध्ययन कर सकता है, विभिन्न आकारों और बैटरी के मॉडल का परीक्षण कर सकता है;

The प्रतिक्रिया के विभिन्न संकल्प मजबूत है, थर्मल भगोड़ा स्थिति अनुकरण कर सकते हैं, सटीक थर्मल डेटा दिया;

④ समय के साथ तापमान और दबाव घटता एक साथ मिल सकता है;

⑤ थर्मल विशेषताओं ऐसे प्रारंभिक अपघटन के तापमान, गर्मी रिहाई की दर, प्रतिक्रिया की गर्मी, सक्रियण ऊर्जा के रूप में कई मापदंडों प्राप्त किया जा सकता।

चित्रा 1 चित्रा 1 यूके THT के एआरसी उपकरण आरेख

अंजीर। 1 एक तस्वीर एआरसी शारीरिक डिवाइस है, इस उपकरण में एक भट्ठी शरीर (स्थिरोष्म भट्ठी) Adiabatic भट्ठी 3 ऊपर, नीचे और परिधीय रचनाओं के भाग से शामिल हैं और नियंत्रण प्रणाली हीटर और तापमान सेंसर की गर्मी इंसुलेटिंग समारोह शामिल लागू।, प्रत्येक एक ऊपर और एक नीचे 2 शामिल हीटर और एक थर्मोकपल, हीटर 4 और एक थर्मोकपल जिसमें संबंधित क्षेत्रों के तापमान को नियंत्रित करने के लिए, की परिधि। एआरसी स्थिरोष्म वातावरण भट्ठी और स्थिरोष्म का नमूना कक्ष के तापमान रखने द्वारा हासिल की है एडीबेटिक परिवेश में नमूने के आत्म-हीटिंग का अध्ययन करने के लिए, आकृति 2 चित्रा में दिखाया गया आंतरिक संरचना

चित्रा 2 चित्रा 2 एआरसी की आंतरिक संरचना आरेख

एआरसी ऑपरेशन का मूल सिद्धांत ताप-प्रतीक्षा-खोज (एचडब्ल्यूएस) (चित्रा 3) का मोड है। उपयोगकर्ता को सिस्टम को शुरू और रोकना तापमान, तापमान ढाल मूल्य और संवेदनशीलता मूल्य सेट करना चाहिए। चैम्बर, प्रणाली नमूना का प्रारंभिक तापमान के लिए सबसे पहले गरम किया जाता है, और फिर एक प्रतीक्षा राज्य में प्रवेश करती है, और उद्देश्य के नमूने के लिए तापमान और कैलोरीमीटर पर पहुंच जाने के एक सौर संतुलन। प्रतीक्षा अवधि, खोज मोड के बाद, इस विधा हीटिंग हीटर नहीं है की निरंतरता है , एक्ज़ोथिर्मिक जैसे तापमान वृद्धि की दर पूर्व निर्धारित मूल्य से अधिक है के रूप में, उपकरण स्वचालित रूप से 'गर्मी' राज्य में प्रवेश करेंगे, तंत्र के तापमान को होगा है या नहीं, पता लगाने के लिए प्रणाली संवेदनशीलता और एक पूर्व निर्धारित तापमान में वृद्धि दर (आमतौर पर 0.02 ℃ / मिनट) की तुलना द्वारा, पूरे नमूना के दौरान रिकॉर्ड हीटिंग दर और दबाव डेटा स्थिरोष्म राज्य में हमेशा होता है, ऑपरेटिंग मोड तर्क HWS चित्रा 4. साधन एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रिया का पता नहीं है, तो सिस्टम स्वचालित रूप से एक हीटिंग मोड में चला जाता, स्वत: एक तापमान ढाल मूल्य के अनुसार तापमान को ऊपर उठाने ढाल, 'गर्म करने के लिए एक दूसरे दौर की शुरुआत करें - इंतजार - खोज' जब तक अंतिम अंतिम तापमान तक नहीं पहुंच जाता है या एक्सओर्थम का पता लगाया जाता है।

पॉजिटिव पाए जा सकता है, नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री, इलेक्ट्रोलाइट की थर्मल प्रतिक्रिया तापमान, एआरसी exotherm की तरह, लिथियम आयन बैटरी, नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री, इलेक्ट्रोलाइट समाधान सुरक्षा अध्ययन लिथियम आयन बैटरी थर्मल भगोड़ा के कारण का विश्लेषण किया जा सकता है। नकारात्मक इलेक्ट्रोड कार्बन एआरसी में इलेक्ट्रोलाइट परीक्षणों एसईआई फिल्म के थर्मल अपघटन। बाहरी सेल विधानसभा की सामग्री के थर्मल लक्षण वर्णन करने के लिए एआरसी इसके अलावा, लेकिन यह भी विभिन्न प्रकार के लिए, आकार और एक लिथियम आयन बैटरी थर्मल विश्लेषण का उपयोग करता कर सकते हैं। सिंघुआ विश्वविद्यालय, मोटर वाहन सुरक्षा और ऊर्जा Fengxu निंग, जो प्रकाशित एआरसी परीक्षण बड़ी क्षमता शक्ति बैटरी के परिणामों थर्मल भगोड़ा और पहला अंतरराष्ट्रीय अध्ययन में इस्तेमाल गर्मी की मात्रा को बचाने के राज्य कुंजी प्रयोगशाला। वे NMC 25Ah / जीआर बैटरी, प्रकार की एआरसी प्रौद्योगिकी परीक्षण का इस्तेमाल किया 26mm वीडीए विनिर्देशों के एक मोटाई, दो समानांतर संरचना में जुड़े बैटरी, दो thermocouples बैटरी अंदर एम्बेडेड: दो संस्करणों में जो दिल, स्थिति में एक दबाव राहत वाल्व, और उसके बाद दो और बैटरी मामले पर रखा एक थर्माकोपल, जैसा कि चित्रा 5 में दिखाया गया है।

चित्रा 5 परीक्षण बैटरी thermocouple स्थापना स्थान आरेख

नमूना कक्ष एआरसी परीक्षण में सेल, चार thermocouples का पता चला तापमान और बैटरी वोल्टेज, परीक्षण के दौरान तापमान, वोल्टेज समय वक्र के विकास चित्रा 6. अधिकतम तापमान दो प्रमुख मध्यवर्ती स्थिति (अंजीर में होता है में दिखाया गया है। 5 ।। स्थिति 1), 853 डिग्री के] अंजीर के अनुसार सी 6, बैटरी थर्मल भगोड़ा तापमान प्रक्रिया, वहाँ कई आम विशेषताएं हैं:

टी 1: स्व-गर्मी का गर्मी शुरू करने का तापमान (आमतौर पर 100 से अधिक डिग्री सेल्सियस)

टी 2: तापमान वृद्धि की दर गिरने लगती है

T3: ट्रिगर थर्मल भगोड़ा तापमान (आमतौर पर एक से अधिक 200 सी °)

टी -4: थर्मल भगोड़ा अधिकतम तापमान (500C ° -1000C °)

चित्रा 6 बैटरी थर्मल भगोड़ा प्रक्रिया तापमान, वोल्टेज विकास वक्र

चित्रा 7 तापमान वृद्धि की दर से संबंधित तापमान

।। तापमान विशेषताओं छवि में दिखाया गया 6 और तीन अंक छवि में दिखाया गया 7 तापमान वृद्धि का प्रत्येक तापमान दर करने के लिए इसी, गर्मी NMC अनियंत्रित कोशिका एआरसी परीक्षण प्रक्रिया छह चरणों में विभाजित किया जा सकता है:

चरण 1: बढ़ती हीटिंग तापमान के साथ टेस्ट, बैटरी की क्षमता फ़ेड करने, लिथियम आयनों नकारात्मक इलेक्ट्रोड से निकाले जाते हैं।

चरण 2: तापमान तक पहुँच जाता है टी 1, बैटरी की आत्म हीटिंग दिखाई देने लगे, इस स्तर पर, बैटरी की क्षमता उच्च तापमान क्षय के कारण जारी है, एनोड एसईआई फिल्म इलेक्ट्रोलाइट समाधान के साथ-साथ अपघटन और गर्मी निरंतर प्रतिक्रिया पैदा करने की नकारात्मक इलेक्ट्रोड सतह।

चरण 3: तापमान तक पहुँच जाता है टी 2, जैसा कि चित्र 7, तापमान वृद्धि दर कम हो जाती है, जो झिल्ली घुल के कारण गर्मी अवशोषण का हिस्सा है में दिखाया गया है।

स्टेज 4: डायाफ्राम विघटन के बाद से, सूक्ष्म शॉर्ट सर्किट, बैटरी के अंदर होता है, जबकि नकारात्मक इलेक्ट्रोड सक्रिय सामग्री के बिजली की खपत विघटित हो जाता है, तापमान वृद्धि का दर।

स्टेज 5: T3 तापमान चालू होने वाले व्यापक विभाजक पिघलने, तीव्र शॉर्ट सर्किट का एक बड़ा क्षेत्र है, सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री के अपघटन, इलेक्ट्रोलाइट समाधान के अपघटन, चिपकने वाले और अन्य हिंसक अपघटन प्रतिक्रिया गर्मी का एक बहुत, जल्दी से सबसे अधिक तापमान के साथ की वजह से थर्मल भगोड़ा पर पहुंच गया। जब इसी टी -4। आम तौर पर 1 से अधिक ℃ / एस तापमान का तापमान वृद्धि का दर बिंदु T3 के रूप में परिभाषित किया गया है।

स्टेज 6: थोड़ा अवशिष्ट प्रतिक्रिया तापमान में परिणाम है, जबकि परीक्षण उपकरण ठंडा प्रक्रिया शुरू होता है।

चित्रा 8 बैटरी तापीय भगोड़ा तापमान रेंज आरेख

तापमान पर्वतमाला और आंतरिक बैटरी प्रतिक्रिया प्रक्रिया इसी चित्रा 8 में दिखाया गया के विभिन्न चरणों, ऊपर बुनियादी विशेषताओं आम परीक्षण बैटरी एआरसी, एआरसी बैटरी प्रौद्योगिकी व्यापक रूप से थर्मल सुरक्षा विशेषताओं का अध्ययन करने के लिए किया जाता है पर आधारित है। इसके अलावा, परीक्षण भी इस तरह के रूप एआरसी अनुप्रयोगों के लिए विस्तारित किया जा सकता थर्मल इमेजिंग कैमरों, ऑनलाइन प्रतिक्रिया दबाव, गैस ऑनलाइन परीक्षण बढ़ाएं।