بطارية ليثيوم أيون الحرارة هارب الحرارية | 'المصدر' | تحليل

ليثيوم أيون قضايا السلامة البطارية هو السؤال المهم المتعلق الأرواح والممتلكات سلامة المستخدم، لذلك لا يهم كيف يمكننا مواصلة الأداء العالي، والسلامة هي دائما أننا لا نستطيع تجنب، لا ينبغي أن تجنب هذه المسألة. بطارية ليثيوم أيون هارب الحراري هو أخطر الحوادث الأمنية، يمكن أن يؤدي إلى الحرارية بطارية ليثيوم أيون هارب اشتعلت حريق أو انفجار أو تهديدا خطيرا لحياة وسلامة الممتلكات من المستخدم، وبالتالي فإن بطارية ليثيوم أيون في تصميم ينبغي أن تنظر بشكل كامل القضايا الأمنية.

هو هارب الحراري ويرجع ذلك أساسا إلى ماس كهربائى، مما أدى إلى حدوث ماس كهربائي في وقت قصير خارج كمية كبيرة من الحرارة المتولدة داخل بطارية ليثيوم أيون، البطاريات الحرارية الإيجابية والسلبية الناجمة تحلل المادة الفعالة وبالكهرباء، مما أدى إلى حريق وانفجار بطارية ليثيوم أيون. من أنواع مختلفة من المواد استقرار مختلفة، وتوليد الحرارة في الهروب الحراري ليست هي نفسها، فإن الصورة أقل تظهر النتائج DSC مشتركة داخلية أيون الليثيوم المواد البطارية، Li4Ti5O12 المواد علينا أولا تصف الزاوية اليسرى السفلى من الشكل وسيلة مثال على هذا الرسم البياني، ونحن نرى أن في المقام الأول FIG معدل إطلاق نار Q تمثل المواد عفرتو عفرتو، H عفرتو يمثل exotherm الكلي، درجة حرارة من اليسار إلى اليمين ثلاث درجات الحرارة الزناد Tonset، ودرجة الحرارة ذروتها Tpeak، ودرجة الحرارة النهائية تميل هو، أي كلما اقترب الرقم الزاوية السفلى اليمنى من استقرار أفضل الحرارية من المواد، وأقل حرارة، وانخفاض النفس "كتلة اللون" ذروة الطاقة الحرارية أصغر حجما وأكثر حيوية هذه الصورة نرى الاستقرار الحراري للمواد بطارية ليثيوم أيون مشترك لتوفير يثيوم أيون إشارة تصميم بطارية بالنسبة لنا.

على الرغم من أن كثيرين، ولكن ليس كثيرا لدراسة الاستقرار الحرارية للخلية الكاملة الاستقرار الحراري للمواد بطارية ليثيوم أيون، مجموعة أبحاث شيانغ مينغ تسارعت مؤخرا تسينغهوا ARC الكالوري والمسح التفاضلي الكالوري باستخدام DSC. تمت دراسة مواد مختلفة من بطارية ليثيوم أيون مصادر الحرارة هارب الحرارية في التجارب على أربعة أنواع من بطاريات الليثيوم أيون CPC تمت دراستها، أربعة أنواع من الجدول معلومات خلية أدناه.

أربعة أنواع من البطاريات تسارع التغيرات اختبار قياس الكالوري ARC معدل في درجات الحرارة، والجهد والمقاومة الداخلية كما هو مبين أدناه (وتحمل جميع البطاريات قبل الاختبار 100٪ شركة نفط الجنوب) أولا، ونحن نتطلع البطارية الاولى، من FIG حالة يمكننا أن نرى خلية البطارية يبدأ التسخين الذاتي في 100 ℃، هارب الحرارية في 247 ℃، وارتفعت درجة الحرارة فجأة إلى 866.3 ℃. الفريق وإلى الجزء التالي من العملية برمتها ينقسم إلى أربعة هارب الحراري :

I. المرحلة 1 يبدأ 100 ℃، وينتهي عند 134.8 ℃، التفريغ الذاتي للفيلم SEI في عملية التحلل والكاثود المواد هي المصدر الرئيسي للسعرات الحرارية.

ثانيا: المرحلة 2 يبدأ من 134.8 درجة.] C، نهاية 173.4 ℃. وتبدأ هذه العملية لكسر فاصل، والجهد البطارية يبدأ في الانخفاض، ودرجة حرارة البطارية ترتفع تسارع كبير في معدل وقوع النهائية تقصير الدائرة في 173.4 درجة.] C، ينخفض ​​إلى الجهد في 0V ، تكون الدائرة القصيرة الداخلية هي المصدر الرئيسي للحرارة في العملية.

المرحلة الثالثة تبدأ عند 173.4 درجة مئوية وتنتهي عند 247 درجة مئوية ، مما يؤدي في نهاية المطاف إلى هروب حراري ، ويعد تحلل الأنود ومواد الكاثود المصدر الرئيسي للحرارة.

IV. ابتداء من 247 المرحلة 4 درجة.] C، 886.3 درجة.] C في نهاية هارب الحراري بطارية يحدث بشكل رئيسي في هذه المرحلة. وفي هذه المرحلة، يتم تنشيط التفاعل بين بالكهرباء والمواد الأنود أيضا، مما تسبب في بطارية لانتاج المزيد الحرارة.

لأنواع الأولين من البطارية، وبطارية يبدأ التسخين الذاتي من 100 درجة.] C، يحدث هارب الحرارية في 208.8 درجة.] C، وتصل في نهاية المطاف 367.8 درجة.] C. البطارية ينقسم هارب الحرارية أيضا إلى أربع مراحل، كما هو موضح أدناه.

1. المرحلة 1 ، بدءًا من 100 درجة مئوية وتنتهي عند 155.7 درجة مئوية ، يعتبر تحلل فيلم SEI والتفريغ الذاتي للقطب الموجب من المصادر الرئيسية للحرارة أثناء هذه العملية.

المرحلة الثانية تبدأ من 155.7 درجة مئوية وتنتهي عند 170.3 درجة مئوية ، ويكون مصدر الحرارة في هذه المرحلة هو تفاعل القطب السالب مع الإلكتروليت.

III. المرحلة 3 بدءا من 170.3 درجة.] C، 212 درجة.] C في نهاية هذه المرحلة، غشاء يبدأ التعاقد، يبدأ الجهد في الانخفاض. المصدر الرئيسي لهذه الحرارة للمرحلة ماس كهربائى والقطب السالب للتفاعل طارد للحرارة.

رابعا: المرحلة 4 يبدأ من 212.4 درجة.] C، في نهاية 367.9 ℃. وفي هذه المرحلة يتم تدمير الحجاب الحاجز، مما أدى إلى ماس كهربائى شديدة، ودرجة حرارة البطارية ترتفع بسرعة، في حين أن البيانات الإيجابية والسلبية الاختبار وفقا للDSC، MCMB أساس القطب السالب وLFP القطب الموجب في هذه المرحلة أيضا صدر الكثير من الحرارة.

بطارية ثالثة يبدأ التسخين الذاتي في 85 ℃، وحدث هارب الحرارية في 190.6 درجة.] C، وصلت درجة الحرارة القصوى 634.6 درجة.] ينقسم C. رد فعل البطارية الثالثة إلى مرحلتين، كما هو مبين أدناه.

ط. 1 المرحلة تبدأ 85 ℃، تنتهي عند 190.6 ℃. A القطب السالب الثالث من البطارية 85 من تفاعل طارد للحرارة بدأت تتخذ ℃، من الأولى والتي البطارية الثانية إلى أن تكون أقل من ذلك بكثير، وذلك لأن سطح الغشاء دون طلاء ، وقعت الدائرة القصيرة غشاء الداخلية بسرعة بعد أن بدأ الغشاء في الذوبان.

II. المرحلة 2 يبدأ من 190.6 درجة.] C، وصلت البطارية النهائية 634.6 درجة.] C، في هذه المرحلة الحرارة الرئيسية من البطارية القطب الموجب، القطب رد فعل سلبي بين حل بالكهرباء.

يبدأ النوع الرابع من البطارية في توليد الحرارة عند درجة حرارة 116.5 درجة مئوية ، ويصل أقصى درجة حرارة للبطارية في الهروب الحراري إلى 215.5 درجة مئوية ، كما يمكن تقسيم العملية بأكملها إلى عمليتين.

I. المرحلة 1 انطلاق من 116.5 ℃، 192.8 ℃ العضوية، العملية الرئيسية من الحرارة من التفاعل بين الأقطاب الموجبة والسالبة والمواد بالكهرباء.

II. المرحلة 2 192.8 درجة.] C من البداية، في نهاية 215.5 درجة.] C، واستمر معدل ارتفاع درجة حرارة البطارية في الانخفاض بشكل ملحوظ في هذه العملية، وصفت أقطاب هذه المرة الإيجابية والسلبية توقف التحلل التدريجي في هذه المرحلة.

منذ التجربة DSC يشير إلى أن درجة حرارة تدمير غشاء طلاء بلغت 290 ℃، وبالتالي حدوث ماس كهربائى الرابعة في البطارية دون اختبار ARC، وبالتالي في حرارة خلية اختبار الرابعة أساسا من الحل الكهربائي بين المواد الإيجابية والسلبية الكهربائي رد الفعل.

يتم عرض بعض البيانات الخاصة بالبطاريات الأربع في الاختبار في الجدول أدناه.

من نتائج الاختبار المذكورة أعلاه، نرى أن الاستقرار الحراري للبطارية أيون الليثيوم الإيجابية والسلبية المواد الكهربائي، فاصل لها علاقة وثيقة إلى الأول والثاني ثلاثة أنواع من البطاريات بسبب ماس كهربائى الداخلية تسبب شديدة المواد القطب السالب يتفاعل إيجابيا بعنف تؤدي إلى الهروب الحراري، وبطارية خرجوا في العملية الكثير من الحرارة، حتى المخزنة داخل من قوة بطارية ليثيوم أيون أكثر من ذلك، في حين أن النوع الثاني من الهروب الحراري بطارية يبدو متواضعا، البطارية الرابعة هارب الحرارية بشكل أساسي يحدث أي دائرة كهربائية قصيرة الداخلية، وكانت بالتالي فإن البطارية الثانية والرابعة تفريغها في اختبار حرارة أقل بكثير من الطاقة الكهربائية المخزنة في البطارية. وهكذا، وكيفية تجنب ماس كهربائى شديدة في بطارية ليثيوم أيون لتحسين الاستقرار الحراري مفتاح.