หนีความร้อนในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเนื่องจากอุณหภูมิสูงอาจทำให้เกิดการสลายตัวของเปอร์ออกไซด์สลายตัวขั้วบวก SEI ภาพยนตร์, การสลายตัวของวัสดุที่ใช้งานขั้วบวกและวิธีการแก้ปัญหาด้วยไฟฟ้าเป็นจำนวนมากของก๊าซมีผลในการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในความดันก๊าซภายในของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนซึ่งจะทำให้แบตเตอรี่ระเบิดเป็นจำนวนมากที่อุณหภูมิสูง ก๊าซไวไฟและสารพิษจะถูกปล่อยออกจากแบตเตอรี่ก็จะเป็นภัยคุกคามร้ายแรงต่อชีวิตและความปลอดภัยของทรัพย์สินของผู้โดยสาร. ที่มีขนาดที่เพิ่มขึ้นและความจุของแบตเตอรี่ความร้อนเพิ่มขึ้นหนีในการปล่อยก๊าซมักจะเป็นสองเท่าและดังนั้นจึงเป็นสิ่งที่จำเป็น ชนิดและปริมาณของแบตเตอรี่ความจุขนาดใหญ่หนีความร้อนในก๊าซที่ปล่อยออกมาในการวิเคราะห์รายละเอียดเพื่อที่จะใช้มาตรการป้องกันการออกแบบแบตเตอรี่และพลังการผลิตที่เหมาะสม
เมื่อเร็ว ๆ นี้เดมเลอร์เยอรมัน SaschaKoch ที่ปล่อยออกมาชนิดปริมาณและปัจจัยที่มีอิทธิพลของก๊าซสำหรับแบตเตอรี่ความจุที่แตกต่างกันในการหลบหนีความร้อนในการวิเคราะห์รายละเอียดการศึกษาแสดงให้เห็นว่า CO 2, CO, H 2, C2H4, CH 4, C2H6และ C 3H6แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนความร้อนหนีเจ็ดก๊าซที่พบมากที่สุดมีความสัมพันธ์ระหว่างความจุของแบตเตอรี่และความเข้มข้นของก๊าซที่แตกต่างกันไม่มี. หนีความร้อนของความจุของแบตเตอรี่และจำนวนเงินรวมของก๊าซที่ปล่อยออกมามีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับเฉลี่ยต่ออาจุปล่อยก๊าซ 1.96L ความหนาแน่นของพลังงานแบตเตอรี่และความร้อนที่อุณหภูมิทริกเกอร์ได้รับผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญที่หลบหนีการปรับปรุงความหนาแน่นของพลังงานแบตเตอรี่ต่อปริมาตร 1Wh / L อุณหภูมิลดลงจะเรียกแบตเตอรี่ความร้อนหนี 0.42 องศา.] ซี
โดยทั่วไปปริมาณของก๊าซที่สร้างโดยผู้หลบหนีความร้อนสามารถคำนวณได้จากสมการต่อไปโดยที่ n คือจำนวนโมลของก๊าซพีคือความดันของก๊าซ, V คือปริมาตรของก๊าซ Rm คือค่าคงที่ของก๊าซในอุดมคติ, T คืออุณหภูมิสัมบูรณ์ซึ่งเป็น วิธีการใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดที่ใช้ในปัจจุบัน แต่ในความเป็นจริงก๊าซกระบวนการหนีความร้อนจะมีอุณหภูมิลาดขนาดใหญ่มากภายในภาชนะที่ปิดสนิททำให้มันเป็นไปไม่ได้ที่ถูกต้องคำนวณปริมาณของก๊าซ
เพื่อแก้ปัญหานี้ Sascha Koch เลือก N 2เป็นก๊าซมาตรฐาน N 2เนื้อหาในอากาศเป็น 78.084% โดยปกติแล้วเราคิดว่า N 2เป็นก๊าซเฉื่อยที่ไม่ทำปฏิกิริยากับตัวควบคุมความร้อนของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนดังนั้นเราสามารถเปรียบเทียบความร้อนก่อนและหลัง N 2การเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นจะคำนวณเพื่อให้ได้ปริมาณก๊าซที่เกิดจากตัวควบคุมความร้อนของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนดังที่แสดงในสมการต่อไปนี้ ก๊าซ สำหรับจำนวนของก๊าซที่สอดคล้องกันปริมาตรที่ว่างเปล่าภายในภาชนะ Vvoid, C N2Vent และ C gasVent สำหรับความร้อนออกจากการควบคุมหลังจากภาชนะ N 2ความเข้มข้นและความเข้มข้นของก๊าซที่สอดคล้องกัน
มวลของก๊าซค่อนข้างง่ายและสามารถคำนวณได้โดยการใช้ปริมาตรและมวลโมเลกุลของแก๊สดังที่แสดงในสูตรต่อไปนี้ mgas คือมวลของก๊าซ Mgas คือมวลโมเลกุลของก๊าซที่สอดคล้องกันและ Vm0 คือปริมาตรโมเลกุลของก๊าซอุดมคติ
เพื่อให้ได้ข้อมูลการทดสอบสำหรับแบตเตอรี่ชนิดต่างๆ Sascha Koch ได้ทดสอบแบตเตอรี่พลังงานทั้งหมด 51 ชุดซึ่งเป็นแบตเตอรี่บรรจุภัณฑ์แบบอ่อนจำนวน 41 ก้อนและแบตเตอรี่เปลือกแข็ง 10 ก้อนซึ่งทั้งหมดนี้เป็นระบบ NCM / แกรไฟต์และเกลือแร่อิเล็กโตรไลต์ลิเธียม LiPF6 และตัวทำละลายหลายชนิดรวมถึง EC, DMC, DEC และ EMC ข้อมูลพื้นฐานของแบตเตอรี่ 51 ชนิดดังแสดงในตารางต่อไปนี้แบตเตอรี่ 51 ชนิดประกอบด้วยแบตเตอรี่ชนิด 'พลังงาน' และแบตเตอรี่ 'ชนิดพลังงาน' รูปต่อไปนี้แสดง ความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นของพลังงานเชิงปริมาตรของแบตเตอรี่และความหนาแน่นของพลังงานที่มีน้ำหนักซึ่งส่วนของเส้นสีเขียวเป็นผลสมเหตุสมผลจะเห็นได้จากรูปที่ความหนาแน่นพลังงานปริมาตรของแบตเตอรี่พลังงาน 51 เป็น 2.38 เท่าของความหนาแน่นของพลังงานน้ำหนัก
เมื่อเทียบกับก๊าซชนิดอื่น CO 2มันมีลักษณะเฉพาะบางอย่างเพื่อที่จะจำลองการควบคุมความร้อนของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในทางปฏิบัติถังความดันใช้บรรยากาศในบรรยากาศปกติดังนั้นก๊าซมีประมาณ 21% ของ O. 2เนื่องจากอุณหภูมิของก๊าซที่ปล่อยออกมาจากแบตเตอรี่ในท่อควบคุมความร้อนสูงก๊าซที่เผาไหม้ส่วนใหญ่จะเกี่ยวข้องกับ O. 2ปฏิกิริยาเกิดขึ้น, CO ผลิตเป็นสองเท่า 2จากภาพด้านล่าง CO และ CO 2สามารถมองเห็นได้จากเส้นโค้งความเข้มข้นที่จุดเริ่มต้นแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสร้างก๊าซน้อยมากในขณะนี้ CO 2ความเข้มข้นสูงมาก แต่เนื่องจากก๊าซที่ผลิตจากแบตเตอรี่จะเพิ่มขึ้น CO 2ความเข้มข้นลดลงอย่างรวดเร็วส่วนใหญ่เป็นเพราะ O ภายในภาชนะความดัน 2ปริมาณจะถูก จำกัด เนื่องจากจำนวนของก๊าซที่ติดไฟได้เพิ่มขึ้น O 2หมดแรงส่งผลให้ CO 2ความเข้มข้นยังลดลงในที่สุดถึงค่าคงที่และความเข้มข้นของ CO พร้อมกับ O 2การบริโภคจะค่อยๆเพิ่มขึ้น
ภาพด้านล่างแสดงถึงความเข้มข้นของก๊าซเจ็ดชนิดที่มีเปอร์เซ็นต์แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสูงสุดที่ปล่อยออกมาในเครื่องควบคุมความร้อน CO 2, CO, H 2, C2H4, CH 4, C2H6และ C 3H6อัตราส่วนของความเข้มข้นรวมของก๊าซที่ปล่อยออกมาในแบตเตอรี่ควบคุมความร้อนของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนคิดเป็นมากกว่า 99% จากรูปด้านล่างนี้จะเห็นได้ว่าก๊าซที่ปล่อยออกมาส่วนใหญ่ในเครื่องควบคุมความร้อนคือ CO 2, CO และ H 2ส่วนปริมาณลดลงถึง 35.56%, 28.38% และ 22.27% ตามด้วย C 2H4และ CH 4, ปริมาตรเศษส่วนถึง 5.61% และ 5.26% ตามลำดับ, สองก๊าซสุดท้าย C2H6 และ C 3H6ความเข้มข้นต่ำ 0.99% และ 0.52% ตามลำดับ
ก๊าซที่ปล่อยออกจากตัวควบคุมความร้อนของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนนั้นส่วนใหญ่มาจากการสลายตัวของสารที่ใช้สารอิเล็กโทรไลต์และสารยึดประสานและปริมาณ CO สูงในก๊าซ 2เหตุผลสำหรับการกระจุกตัว Sascha Koch เชื่อว่า LiPF6 และตัวทำละลายส่วนใหญ่จะถูกย่อยสลายใน electrolyte ที่อุณหภูมิสูงเรารู้ว่าขั้วบวกจะสลายตัวและปล่อยออกมาในตัวควบคุมความร้อนของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน 2, O เหล่านี้ 2กับ O ในอากาศ 2จะทำปฏิกิริยากับอิเล็กโทรไลต์เพื่อก่อตัว CO 2นอกจากแหล่งที่มาของ CO และ CO แล้วยังมีปริมาณ CO น้อยมาก 2การลดที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวของ anode ที่ชาร fully จไฟเต็มรูปแบบจะเกิด CO 2ส่วนใหญ่เนื่องจากสารยึดเกาะ (เช่น PVDF, CMC) มีปฏิกิริยาการสลายตัวลดลงที่ขั้วลบ, C 2H4ก๊าซส่วนใหญ่มาจากการสลายตัวของฟิล์ม SEI และปฏิกิริยาของตัวทำละลายอีซีกับโลหะ Li และการสลายตัวของ DMC บนพื้นผิวของขั้วลบลบทำให้เกิด CH 4และ C3H6.
จากผลการวิจัยดังกล่าวข้างต้นมีความเข้มข้นของชนิดที่แตกต่างกันของก๊าซสร้างขึ้นในหนีความร้อนแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนระหว่างปริมาณของก๊าซที่ผลิตและไม่ได้เกี่ยวข้องโดยตรง แต่ปริมาณของก๊าซที่เกิดขึ้นในที่หลบหนีความร้อน แต่การปรากฏตัวของความจุของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ใกล้ ความสัมพันธ์ (ดังแสดงด้านล่าง) โดยการปรับข้อมูลความสัมพันธ์เชิงเส้นถูกพบระหว่างจำนวนของหนีความร้อนในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนและความสามารถสร้างเซลล์ก๊าซความจุเฉลี่ย Ah 1.96L ของก๊าซที่สามารถสร้าง
ผลของการใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนกระบวนการหนีความร้อนไม่ได้เป็นเพียงความจุความหนาแน่นของพลังงานของหนีความร้อนแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญเช่นจากรูปที่เราสามารถเห็นความหนาแน่นของพลังงานปริมาณเพิ่มขึ้นเป็นแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนลิเธียม แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนหนีความร้อนอย่างต่อเนื่องนอกจากนี้ยังก่อให้เกิดอุณหภูมิจะลดลงผลการกระชับความหนาแน่นของพลังงานปริมาตรของแบตเตอรี่ต่อการปรับปรุง 1Wh / L, หนีร้อนของแบตเตอรี่จะลดลงอุณหภูมิทริกเกอร์ 0.42 ℃ b. สามารถเห็นได้จากมะเดื่อ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนหนีความร้อนจะถูกเรียกอุณหภูมิสูงกว่าการสูญเสียมวลหนีความร้อนขนาดเล็กของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนหรือในทางกลับกันจะเห็นได้จากการวิเคราะห์ข้างต้นที่ความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้นของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่เสถียรภาพทางความร้อนของแบตเตอรี่ ความแตกต่างที่หนีความร้อนที่รุนแรงมากขึ้น
โครงสร้างของเซลล์ยังมีผลต่อพฤติกรรมการหนีร้อนของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนตัวอย่างเช่นสามารถมองเห็นได้จากตัวเลขการผลิตที่มีคุณภาพสูงแพ็คนุ่มบัญชีเซลล์แบตเตอรี่สำหรับการสูญเสียมวลของอัตราส่วนก๊าซและมวลหนักของก๊าซบัญชีเซลล์สูญเสียมวล อัตราส่วนค่อนข้างต่ำ. นี้เป็นส่วนใหญ่เพราะเซลล์ยากสามารถสะสมความดันมากขึ้นในการตกแต่งภายใน, รุ่นสุดท้ายของก๊าซแรงดันสูงแบกพร้อมเป็นส่วนหนึ่งของวัสดุที่เป็นของแข็งที่จะออกมือถือพอร์ตการบรรเทาผลในการสูญเสียที่เพิ่มขึ้นของปริมาณของแข็งที่คิดและนุ่ม ความแข็งแรงของโครงสร้างล่างของก้อนแบตเตอรี่เพื่อให้ก๊าซมีแนวโน้มที่จะรั่วไหลและดังนั้นจึงจะไม่เป็นวัสดุที่เป็นของแข็งมากเกินไปห่างจากแบตเตอรี่
การศึกษา Sascha Koch แสดงการสร้างที่หลบหนีความร้อนในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนก๊าซหลัก O 2, CO, H 2, C2H4, CH 4, C2H6 และ C 3H6แก๊สเจ็ดชนิดที่มีความเข้มข้นมากกว่า 99% ความเข้มข้นของก๊าซที่แตกต่างกันนั้นขึ้นอยู่กับความสามารถของแบตเตอรี่ แต่ปริมาณก๊าซทั้งหมดที่เกิดขึ้นมีความสัมพันธ์กับความจุของแบตเตอรี่ความจุเฉลี่ยต่อ Ah เท่ากับ 1.96 ลิตรและเสถียรภาพทางความร้อนของแบตเตอรี่ ความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่สัมพันธ์กันโดยประมาณทุกๆ 1 วัตต์ต่อลิตรของความหนาแน่นพลังงานปริมาตรของแบตเตอรี่อุณหภูมิของอุณหภูมิในการทำงานของแบตเตอรี่จะลดลง 0.42 องศาเซลเซียส
