descontrole térmico em uma bateria de iões de lítio utilizando as mais graves acidentes, muitas vezes devido a fuga térmica no ião lítio bateria deformada extrusão, ou perfurar o diafragma, como resultado da alta temperatura de terminal positivo e negativo cozido destruição iniciador, ou devido a um curto-circuito externo da bateria , Causou uma grande quantidade de calor dentro da bateria de iões de lítio para se acumular dentro de um curto período de tempo, causando a decomposição dos materiais ativos e eletrólitos positivos e negativos, resultando em fogo e explosão de bateria de íons de lítio, uma séria ameaça à vida útil e à segurança da propriedade. Portanto, em baterias de iões de lítio Em testes de segurança, as baterias de íon de lítio são geralmente necessárias para passar testes como sobrecarga, descarga excessiva, curto-circuito e aperto e acupuntura. No entanto, à medida que a densidade de energia da bateria e a capacidade da bateria continuam a aumentar, as baterias tornaram-se cada vez mais experiências de acupuntura. difícil e, portanto, não realizar disposições picar testes, mas a nova versão requer apenas temporariamente realizar testes cutâneos, follow-up ainda é incerto se ele vai continuar no Ministério da Indústria divulgou os "requisitos de segurança bateria do carro elétrico para lithium-ion", se os fabricantes Uma bateria de energia de grande capacidade e alta densidade de energia passou com sucesso a experiência de acupuntura e certamente competirá. Conseguiu uma vantagem significativa. Hoje vamos falar sobre aqueles de lítio-ion bateria tecnologia para instalar o 'freio' térmico fugitivo é.
1. Impermeabilizante ignífuga
O retardador de chama eletrólito é um método muito eficaz para reduzir o risco de fugas térmicas de baterias, mas esses retardadores de chama tendem a ter um impacto sério no desempenho eletroquímico das baterias de iões de lítio, por isso é difícil aplicar na prática. Problema, a equipe de Yu Qiao na Universidade da Califórnia, em San Diego, usa um método de encapsulamento de cápsulas para armazenar o DBA retardante de chama (dibenzilamina) dentro das microcápsulas e dispersá-lo no eletrólito. As propriedades elétricas da bateria de iões de lítio não serão normais. Afetado, mas quando a bateria está danificada por forças externas como a extrusão, os retardadores de chama dessas cápsulas serão liberados. O "envenenamento" da bateria causa a falha da bateria, evitando a ocorrência de fuga térmica. Em 2018, a equipe Yu Qiao a usou de novo. As tecnologias acima, usando etilenoglicol e etilenodiamina como retardadores de chama, são incorporadas na bateria de íons de lítio após o encapsulamento, de modo que a temperatura máxima da bateria de iões de lítio no experimento de acupuntura seja reduzida em 70%, o que reduz significativamente o impacto térmico da bateria de iões de lítio. Risco.
Os métodos acima mencionados são autodestrutivos, ou seja, uma vez que o retardador de chama entrou em vigor, toda a bateria de iões de lítio será descartada. A equipe de Attsuo Yamada na Universidade de Tóquio desenvolveu um método que não afeta as baterias de íon de lítio. Desempenho de um eletrólito retardador de chama usando uma alta concentração de NaN (SO2F) 2 (NaFSA) ou LiN (SO2F) 2 (LiFSA) como um sal de lítio, ao qual foi adicionado um fosfato de trimetilo retardador de chama comum A TMP melhora significativamente a estabilidade térmica das baterias de íon de lítio. Além disso, a adição de retardadores de chama não afeta o desempenho de ciclagem de baterias de íon de lítio. As baterias que usam este eletrólito podem andar de forma estável mais de 1.000 vezes (ciclo C / 5). 1200 vezes, taxa de retenção de capacidade de 95%).
O uso de aditivos para produzir baterias de iões de lítio possui propriedades ignífugas e é uma das maneiras de evitar o excesso térmico de baterias de íon de lítio. Algumas pessoas também encontram novas formas de evitar a ocorrência de curto-circuitos internos em baterias de íon de lítio causadas por forças externas, de modo a atingir o objetivo de bombear no fundo. Para eliminar completamente a ocorrência de fugas térmicas. Em resposta à bateria pode estar sujeita a impacto violento durante o uso, o Laboratório Nacional de Oak Ridge, Gabriel M. Veith projetou um eletrólito com propriedades de espessamento de cisalhamento, a utilização de eletrólitos As características dos fluídos não-newtonianos, no estado normal, o eletrólito apresenta um estado líquido, mas, no caso de um impacto súbito, será em estado sólido, tornará-se extremamente forte e até mesmo capaz de alcançar o efeito à prova de bala, da raiz para evitar 2. O risco de fugas térmicas devido a um curto-circuito da bateria em caso de colisão da bateria.
2. Estrutura da bateria
Leve-nos para ver como frear o fuga térmico do nível da célula da bateria. Atualmente, as baterias de íon de lítio são consideradas no projeto estrutural do problema de fugas térmicas, como na capa da bateria 18650 geralmente irá escorrer A válvula de pressão pode liberar a pressão excessiva dentro da bateria em tempo de fuga térmica. Em seguida, o material de coeficiente de temperatura positivo PTC na tampa superior da bateria aumentará a resistência do material PTC quando a temperatura de fuga térmica subir para reduzir a redução atual. Produção de calor. Além disso, no projeto da estrutura da bateria de célula única, também é necessário considerar o projeto de prevenção de curto-circuito entre os eletrodos positivos e negativos para evitar curto-circuito externo da bateria devido à falta de operação, excessos de metal e outros fatores, causando acidentes de segurança.
Em segundo lugar, no design da célula, é necessário usar um separador mais seguro, como um separador composto de três camadas que fecha automaticamente os poros a altas temperaturas. No entanto, nos últimos anos, à medida que a densidade de energia da bateria foi melhorada continuamente, o separador composto de três camadas tornou-se cada vez mais fino. Gradualmente eliminado, substituído pela membrana de revestimento cerâmico, o revestimento cerâmico pode desempenhar um papel de suporte no diafragma, reduzir o encolhimento do diafragma a altas temperaturas, melhorar a estabilidade térmica das baterias de íon de lítio, reduzir o risco de baterias térmicas de iões de lítio.
Design de segurança térmica da bateria 3
As baterias de energia são muitas vezes compostas por dezenas, centenas ou mesmo milhares de baterias em série e em paralelo. Por exemplo, a bateria da série S da Tesla contém até 7000 ou mais baterias 18650. Uma das baterias, que está sujeita a fugas térmicas, pode se espalhar na bateria, causando sérias conseqüências. Por exemplo, em janeiro de 2013, uma companhia aérea japonesa da bateria de iões de lítio da aeronave Boeing 787 demitida em Boston, Estados Unidos, de acordo com A investigação do National Transportation Safety Board dos Estados Unidos foi devida a uma explosão térmica de uma bateria de iões de lítio quadrada de 75Ah na bateria que causou o fuga térmica das baterias vizinhas. Após este incidente, a Boeing solicitou que todas as baterias fossem aumentadas. Medidas para evitar a difusão de fugas térmicas.
Para evitar o escape térmico dentro da bateria de iões de lítio, a Allcell Technology dos Estados Unidos desenvolveu um material de isolamento térmico de impacto de bateria de íon de lítio baseado em mudança de fase PCC. O material PCC é preenchido entre a bateria de iões de lítio única, na bateria de iões de lítio Em condições normais de trabalho, o calor gerado pela bateria pode ser transferido rapidamente para a parte externa da bateria através do material PCC. Quando a bateria de iões de lítio sofre fuga térmica, o material PCC pode derreter através do material de parafina interno para absorver uma grande quantidade de calor, impedindo a temperatura da bateria. Aumentando-se para evitar fugas térmicas dentro da bateria. Em experimentos de acupuntura, uma bateria de 4 e 10 cordas consistindo de 18650 células, sem usar material PCC, um escape térmico de uma bateria eventualmente disparou a bateria 20 Somente a bateria estava fora de controle e, na bateria com material PCC, uma bateria não causou fuga térmica e fez com que a outra bateria estivesse fora de controle.
O impacto térmico da bateria de iões de lítio é o acidente de segurança da bateria de iões de lítio que menos desejamos ver e tentar evitar. Para melhorar a segurança das baterias de íon de lítio, evite a ocorrência de fuga térmica do projeto da formulação da bateria, projeto estrutural e gerenciamento térmico do projeto da bateria. Em uma abordagem multifacetada para melhorar conjuntamente a estabilidade térmica das baterias de íon de lítio e reduzir a possibilidade de fugas térmicas.
