उच्च तापमान की वजह से लिथियम आयन बैटरी में थर्मल भगोड़ा पेरोक्साइड अपघटन एनोड एसईआई फिल्म, सकारात्मक इलेक्ट्रोड सक्रिय सामग्री और इलेक्ट्रोलाइट समाधान, गैस की एक बड़ी राशि, लिथियम आयन बैटरी के आंतरिक गैस के दबाव में तेजी से वृद्धि में जिसके परिणामस्वरूप के अपघटन के अपघटन पैदा कर सकता है, बैटरी विस्फोट के लिए, उच्च तापमान की एक बड़ी संख्या के कारण ज्वलनशील और विषाक्त गैस बैटरी से जारी है, यह जीवन और यात्रियों की संपत्ति सुरक्षा के लिए गंभीर खतरा हो जाएगा। बढ़ती आकार और बैटरी की शक्ति की क्षमता के साथ, गैसों की रिहाई में थर्मल भगोड़ा वृद्धि अक्सर दोगुनी हो जाएगा, और इसलिए यह आवश्यक है प्रकार और विस्तृत विश्लेषण में जारी गैस में बड़ी क्षमता बैटरी थर्मल भगोड़ा की मात्रा आदेश उचित सुरक्षा उपायों बैटरी डिजाइन और बिजली उत्पादन लेने के लिए।
हाल ही में, जर्मन डेमलर SaschaKoch, जो प्रकार, मात्रा और विस्तृत विश्लेषण में थर्मल भगोड़ा में विभिन्न क्षमता बैटरी के लिए गैस की को प्रभावित करने वाले कारकों जारी की है, अध्ययन है कि दिखाने के सीओ 2, सीओ, एच 2, C2H4, सीएच 4, C2H6और सी 3H6एक लिथियम आयन बैटरी थर्मल भगोड़ा सात सबसे आम गैस, वहाँ बैटरी की क्षमता और विभिन्न गैसों की एकाग्रता के बीच कोई संबंध है। बैटरी की क्षमता और जारी की गैस की कुल राशि के थर्मल भगोड़ा बारीकी से प्रति आह क्षमता गैस रिहाई 1.96L औसत से संबंधित है बैटरी ऊर्जा घनत्व और थर्मल भगोड़ा ट्रिगर तापमान काफी प्रभावित, प्रति मात्रा 1Wh / एल सुधार बैटरी ऊर्जा घनत्व, तापमान बैटरी थर्मल भगोड़ा 0.42 डिग्री को गति प्रदान करने गिरा दिया।] सी
आम तौर पर, थर्मल रनवे द्वारा उत्पन्न गैस की मात्रा निम्नलिखित सूत्र द्वारा गणना की जा सकती है, जहां एन गैस की दाढ़ी राशि है, पी गैस का दबाव है, वी गैस की मात्रा है, आरएम आदर्श गैस स्थिर है, और टी पूर्ण तापमान है, जो भी है वर्तमान में, सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली विधि अपनाई जाती है, लेकिन वास्तव में, थर्मल रनवे प्रक्रिया में गैस में सीलबंद कंटेनर के अंदर एक बहुत बड़ा तापमान ढाल होता है, जिससे गैस की मात्रा की सटीक गणना करना असंभव हो जाता है।
इस समस्या को हल करने के लिए, साचा कोच ने एन चुना 2एक मानक गैस के रूप में, एन 2हवा में सामग्री 78.084% है, आमतौर पर हम एन सोचते हैं 2यह एक निष्क्रिय गैस है जो लिथियम-आयन बैटरी के थर्मल रनवे में प्रतिक्रिया नहीं देती है, इसलिए हम एन के पहले और बाद में थर्मल रनवे की तुलना कर सकते हैं 2निम्नलिखित समीकरण में दिखाए गए अनुसार, लिथियम आयन बैटरी के थर्मल रनवे द्वारा उत्पन्न गैस की मात्रा प्राप्त करने के लिए एकाग्रता परिवर्तन की गणना की जाती है। गैस संबंधित गैसों की संख्या के लिए, Vvoid कंटेनर के अंदर खाली मात्रा, सी N2Vent और सी gasVent कंटेनर एन के बाद नियंत्रण से बाहर गर्मी के लिए 2इसी गैस की एकाग्रता और एकाग्रता।
गैस की जन अपेक्षाकृत सरल है, गणना द्रव्यमान और गैस की दाढ़ मात्रा निम्न सूत्र में दिखाया गया है का उपयोग कर प्राप्त किया जा सकता है, एक गैस जन MGAS, संबंधित गैस की दाढ़ जन MGAS, एक आदर्श गैस की Vm0 दाढ़ मात्रा।
बैटरी के विभिन्न प्रकार के परीक्षण डेटा प्राप्त करने के लिए, साशा कोच 51 का परीक्षण बैटरी, जिसमें 41 एक नरम पैक बैटरी है की कुल, बैटरी 10 कठिन है, सभी बैटरी हैं एनसीएम / ग्रेफाइट प्रणाली, लिथियम नमक है LiPF6, सॉल्वैंट्स के विभिन्न प्रकार के रूप में अच्छी तरह, चुनाव आयोग, डीएमसी, DEC और ईएमसी, सेल बुनियादी जानकारी के 51 प्रकार के नीचे दिखाया गया है भी शामिल है। कोशिकाओं शामिल 'शक्ति प्रकार' और सेल 'ऊर्जा प्रकार "बैटरी, अंजीर के प्रदर्शन के 51 प्रकार के। बैटरी, जहां हरे रंग की रेखा एक फिट परिणाम अंजीर। 51 से देखा जा सकता है की मात्रा ऊर्जा घनत्व और वजन ऊर्जा घनत्व के बीच के रिश्ते, बैटरी के पैरा अनुमापी ऊर्जा घनत्व 2.38 गुना वजन औसत ऊर्जा घनत्व है।
गैसों के अन्य प्रकार की तुलना में, सीओ 2इसमें कुछ विशिष्टताएं हैं। अभ्यास में लिथियम-आयन बैटरी के थर्मल रनवे को अनुकरण करने के लिए, दबाव पोत एक सामान्य वायुमंडलीय वातावरण का उपयोग करता है, इसलिए गैस में लगभग 21% ओ होता है। 2चूंकि थर्मल रनवे में बैटरी द्वारा जारी गैस का तापमान अधिक होता है, इसलिए अधिकांश दहनशील गैसों को ओ के साथ जोड़ा जाएगा। 2प्रतिक्रिया होती है, सीओ दो बार उत्पादित होता है 2सीओ और सीओ नीचे दी गई तस्वीर से 2यह एकाग्रता वक्र से देखा जा सकता है कि शुरुआत में, लिथियम आयन बैटरी बहुत कम गैस उत्पन्न करती है, इस समय सीओ 2एकाग्रता बहुत अधिक है, लेकिन बैटरी द्वारा उत्पादित गैस बढ़ जाती है, सीओ 2दबाव पोत के अंदर ओ की वजह से, सांद्रता तेजी से गिर जाती है। 2मात्रा सीमित है, क्योंकि दहनशील गैसों की संख्या बढ़ जाती है, ओ 2समाप्त हो गया, जिसके परिणामस्वरूप सीओ 2एकाग्रता भी अपेक्षाकृत कम हो जाती है, अंत में स्थिर मूल्य तक पहुंच जाती है, और ओ के साथ सीओ की एकाग्रता भी होती है 2खपत धीरे-धीरे बढ़ रही है।
नीचे दिया गया आंकड़ा सात गैस सांद्रता दिखाता है जिसमें थर्मल रनवे, सीओ में जारी लिथियम-आयन बैटरी का उच्चतम प्रतिशत होता है 2, सीओ, एच 2, C2H4, सीएच 4, C2H6और सी 3H6लिथियम-आयन बैटरी के थर्मल रनवे में जारी गैस की कुल एकाग्रता का अनुपात 99% से अधिक के लिए जिम्मेदार है। नीचे दिए गए आंकड़े से, यह देखा जा सकता है कि थर्मल रनवे में सबसे अधिक जारी गैस सीओ है। 2, सीओ और एच 2, वॉल्यूम अंश 35.56%, 28.38% और 22.27% तक पहुंच गया, इसके बाद सी 2H4और सीएच 4, वॉल्यूम अंश क्रमशः 5.61% और 5.26% तक पहुंच गया, पिछले दो गैसों सी 2 एच 6 और सी 3H6सांद्रता क्रमश: 0.9 9% और 0.52% कम है।
लिथियम-आयन बैटरी के थर्मल रनवे से जारी गैस मुख्य रूप से सक्रिय पदार्थों, इलेक्ट्रोलाइट्स और बाइंडर्स, और गैस में उच्च सीओ सामग्री के अपघटन से ली गई है। 2एकाग्रता का कारण बनता है, साशा कोच LiPF6 इलेक्ट्रोलाइट समाधान मुख्य विलायक और एक पायरोलिसिस परिणाम में, हम जानते हैं कि कि सकारात्मक इलेक्ट्रोड होता हे लिथियम आयन बैटरी थर्मल भगोड़ा के अपघटन है 2, ये ओ 2हवा में ओ के साथ 2सीओ बनाने के लिए इलेक्ट्रोलाइट के साथ प्रतिक्रिया होगी 2सीओ और सीओ के स्रोतों के अतिरिक्त, सीओ की एक छोटी राशि है। 2सीओ एच बनाने के लिए पूरी तरह चार्ज किए गए एनोड की सतह पर कमी होती है 2मुख्य रूप से क्योंकि बाइंडर (जैसे पीवीडीएफ, सीएमसी) नकारात्मक इलेक्ट्रोड, सी पर एक अपरिवर्तनीय अपघटन प्रतिक्रिया से गुजरता है 2H4मुख्य गैस एक एसईआई फिल्म है, साथ ही धातु ली चुनाव आयोग प्रतिक्रिया विलायक, और डीएमसी के नकारात्मक अपघटन सीएच का उत्पादन करेगा की सतह से विस्फोट हो गया है 4और सी3H6.
पूर्वगामी निष्कर्षों से, उत्पादित गैस की मात्रा के बीच लिथियम आयन बैटरी थर्मल भगोड़ा में उत्पन्न गैस के विभिन्न प्रकार की एकाग्रता और सीधे संबंधित नहीं है, लेकिन थर्मल भगोड़ा में उत्पन्न गैस का आयतन, लेकिन करीब लिथियम आयन बैटरी क्षमता की उपस्थिति रिश्ते (नीचे दिखाया गया है), डेटा के उपयुक्त द्वारा, एक रैखिक संबंध एक लिथियम आयन बैटरी में थर्मल भगोड़ा की संख्या और गैस पीढ़ी सेल क्षमता के बीच पाया गया था, औसत क्षमता गैस की आह 1.96L उत्पन्न किया जा सकता।
लिथियम आयन बैटरी थर्मल भगोड़ा प्रक्रिया का प्रभाव न केवल क्षमता, लिथियम आयन बैटरी थर्मल भगोड़ा के ऊर्जा घनत्व एक महत्वपूर्ण प्रभाव, आंकड़े से उदाहरण के लिए, हम एक बढ़ती मात्रा ऊर्जा घनत्व एक लिथियम आयन बैटरी के रूप में एक लिथियम देख सकते है, थर्मल भगोड़ा आयन बैटरी भी लगातार गति प्रदान तापमान कम हो जाता है, फिटिंग परिणाम, 1Wh / एल में सुधार प्रति बैटरी की अनुमापी ऊर्जा घनत्व, बैटरी के थर्मल भगोड़ा ट्रिगर तापमान 0.42 ℃ छोड़ देंगे। ख छवि से देखा जा सकता है। एक लिथियम आयन बैटरी थर्मल भगोड़ा उच्च तापमान, लिथियम आयन बैटरी के थर्मल भगोड़ा छोटे बड़े पैमाने पर नुकसान, या इसके विपरीत शुरू हो रहा है उपरोक्त विश्लेषण से देखा जा सकता है, उच्च लिथियम आयन बैटरी की ऊर्जा घनत्व, बैटरी के थर्मल स्थिरता अंतर, और अधिक गहन थर्मल भगोड़ा।
सेल संरचना भी एक लिथियम आयन बैटरी के थर्मल भगोड़ा व्यवहार को प्रभावित करता है, उदाहरण के लिए, आंकड़े से देखा जा सकता है, गैस अनुपात की बड़े पैमाने पर नुकसान के लिए उच्च गुणवत्ता वाले मुलायम पैक बैटरी सेल खातों के उत्पादन के लिए, और गैस की मुश्किल का उत्पादन बड़े पैमाने खातों कोशिका द्रव्यमान नुकसान अनुपात अपेक्षाकृत कम है। यह मुख्य रूप से है क्योंकि कठिन सेल, इंटीरियर, गैस, उच्च दबाव गैस के अंतिम रिलीज ठोस पदार्थ के एक हिस्से के साथ ले जाने के राहत बंदरगाह सेल छोड़ने के लिए दबाव में अधिक संचित कर सकते हैं ठोस की वृद्धि की हानि हो जाती है के लिए जिम्मेदार है, और नरम बैटरी पैक के निचले संरचनात्मक ताकत है, इसलिए गैस अधिक रिसाव की संभावना है, और इसलिए बहुत ज्यादा ठोस पदार्थ बैटरी से दूर नहीं होगा।
साशा कोच पढ़ाई लिथियम आयन बैटरी मुख्य गैस हे में थर्मल भगोड़ा पैदा शो 2, सीओ, एच 2, C2H4, सीएच 4, सी 2 एच 6 और सी 3H699% से अधिक के लिए लेखांकन, विभिन्न गैसों की एकाग्रता बैटरी की क्षमता से स्वतंत्र है, लेकिन उत्पन्न गैस की कुल मात्रा बैटरी की क्षमता से निकटता से संबंधित है। प्रति आह औसत क्षमता 1.96 एल है, और बैटरी की थर्मल स्थिरता है बैटरी की ऊर्जा घनत्व निकटता से संबंधित है। बैटरी के वॉल्यूमेट्रिक ऊर्जा घनत्व के प्रत्येक 1Wh / एल के लिए, बैटरी के थर्मल रनवे ट्रिगर तापमान 0.42 डिग्री सेल्सियस तक गिर जाएगा।
