1. Kalis api elektrolit
Retardan api elektrolit adalah cara yang sangat berkesan untuk mengurangkan risiko pelarian haba bateri, tetapi kalis api ini sering memberi kesan serius terhadap prestasi elektrokimia bateri ion litium, jadi ia sukar untuk digunakan dalam amalan.Untuk menyelesaikan masalah ini, dari universiti California, San Diego, pasukan YuQiao [1] dengan kaedah pembungkusan kapsul akan kalis api DbA (dibenzyl amine) yang disimpan di bahagian dalam kapsul mikro, bertaburan dalam elektrolit, dalam masa biasa tidak akan memberi kesan kepada prestasi bateri litium ion muncul, tetapi apabila sel daripada dimusnahkan oleh daya luaran seperti penyemperitan, kalis api dalam kapsul ini kemudiannya dilepaskan, meracuni bateri dan menyebabkannya gagal, dengan itu memberi amaran kepadanya kepada pelarian haba.Pada tahun 2018, pasukan YuQiao [2] menggunakan teknologi di atas sekali lagi, menggunakan etilena glikol dan etilenadiamine sebagai kalis api, yang dikapsul dan dimasukkan ke dalam bateri ion litium, mengakibatkan penurunan 70% dalam suhu maksimum bateri ion litium semasa ujian pin pin, dengan ketara mengurangkan risiko kawalan haba bateri ion litium.
Kaedah yang dinyatakan di atas adalah memusnahkan diri sendiri, yang bermaksud bahawa sebaik sahaja kalis api digunakan, keseluruhan bateri litium-ion akan musnah.Walau bagaimanapun, pasukan AtsuoYamada di universiti Tokyo di Jepun [3] membangunkan elektrolit kalis api yang tidak akan menjejaskan prestasi bateri litium-ion.Dalam elektrolit ini, kepekatan tinggi NaN(SO2F)2(NaFSA)atauLiN(SO2F)2(LiFSA) digunakan sebagai garam litium, dan TMP trimetil fosfat kalis api biasa telah ditambah kepada elektrolit, yang meningkatkan kestabilan terma dengan ketara. daripada bateri litium ion.Apatah lagi, penambahan kalis api tidak menjejaskan prestasi kitaran bateri lithium ion.Elektrolit boleh digunakan untuk lebih daripada 1000 kitaran (1200 C/5 kitaran, pengekalan kapasiti 95%).
Ciri-ciri kalis api bateri litium ion melalui bahan tambahan adalah salah satu cara untuk memberi amaran kepada bateri litium ion supaya panas di luar kawalan.Sesetengah orang juga mencari cara baru untuk cuba memberi amaran berlakunya litar pintas dalam bateri ion litium yang disebabkan oleh daya luaran dari akar, untuk mencapai tujuan mengeluarkan bahagian bawah dan menghapuskan sepenuhnya kejadian haba di luar kawalan.Memandangkan kemungkinan kesan ganas bateri ion litium kuasa yang digunakan, GabrielM.Veith dari Makmal Kebangsaan Oak Ridge di Amerika Syarikat mereka bentuk elektrolit dengan sifat penebalan ricih [4].Elektrolit ini menggunakan sifat bendalir bukan Newtonian.Dalam keadaan normal, elektrolit adalah cecair.Walau bagaimanapun, apabila berhadapan dengan kesan mendadak, ia akan memberikan keadaan pepejal, menjadi sangat kuat, dan juga boleh mencapai kesan kalis peluru.Dari akar, ia memberi amaran kepada risiko pelarian haba yang disebabkan oleh litar pintas dalam bateri apabila bateri litium ion kuasa berlanggar.
2. Struktur bateri
Seterusnya, mari kita lihat cara meletakkan brek pada pelarian haba dari tahap sel bateri.Pada masa ini, masalah pelarian haba telah dipertimbangkan dalam reka bentuk struktur bateri lithium ion.Sebagai contoh, biasanya terdapat injap pelega tekanan di penutup atas bateri 18650, yang boleh melepaskan tekanan berlebihan di dalam bateri dengan tepat pada masanya apabila haba lari.Kedua, akan ada bahan pekali suhu positif PTC dalam penutup bateri.Apabila suhu lari terma meningkat, rintangan bahan PTC akan meningkat dengan ketara untuk mengurangkan arus dan mengurangkan penjanaan haba.Di samping itu, dalam reka bentuk struktur bateri tunggal juga harus mempertimbangkan reka bentuk anti litar pintas antara kutub positif dan negatif, amaran kerana salah operasi, sisa logam dan faktor lain yang mengakibatkan litar pintas bateri, menyebabkan kemalangan keselamatan.
Apabila reka bentuk kedua dalam bateri, mesti menggunakan lebih selamat diafragma, seperti liang tertutup automatik komposit tiga lapisan pada suhu tinggi diafragma, tetapi dalam beberapa tahun kebelakangan ini, dengan peningkatan ketumpatan tenaga bateri, diafragma nipis di bawah trend diafragma komposit tiga lapisan telah beransur-ansur menjadi usang, digantikan oleh salutan seramik diafragma, salutan seramik untuk tujuan sokongan diafragma, mengurangkan penguncupan diafragma pada suhu tinggi, Meningkatkan kestabilan haba bateri ion litium dan mengurangkan risiko pelarian haba bateri ion litium.
3. Reka bentuk keselamatan haba pek bateri
Dalam penggunaan, bateri litium ion selalunya terdiri daripada berdozen, ratusan atau bahkan beribu-ribu bateri melalui sambungan siri dan selari.Contohnya, pek bateri Tesla ModelS terdiri daripada lebih daripada 7,000 18650 bateri.Jika salah satu bateri kehilangan kawalan haba, ia mungkin merebak dalam pek bateri dan menyebabkan akibat yang serius.Sebagai contoh, pada Januari 2013, bateri ion litium Boeing 787 syarikat Jepun terbakar di Boston, Amerika Syarikat.Menurut penyiasatan Lembaga Keselamatan Pengangkutan Kebangsaan, bateri ion litium persegi 75Ah dalam pek bateri menyebabkan pelarian haba bateri bersebelahan.Selepas kejadian itu, Boeing memerlukan semua pek bateri dilengkapi dengan langkah baharu untuk mencegah penyebaran haba yang tidak terkawal.
Untuk mengelakkan pelarian haba daripada merebak di dalam bateri ion litium, AllcellTechnology membangunkan bahan pengasingan terma PCC untuk bateri ion litium berdasarkan bahan perubahan fasa [5].Bahan PCC diisi antara bateri ion litium monomer, dalam hal kerja biasa pek bateri ion litium, pek bateri dalam haba boleh disalurkan melalui bahan PCC dengan cepat ke bahagian luar pek bateri, apabila pelarian haba dalam ion litium bateri, bahan PCC oleh lebur lilin parafin dalaman menyerap banyak haba, menghalang suhu bateri meningkat lagi, Oleh itu amaran untuk haba di luar kawalan dalam penyebaran dalaman pek bateri.Dalam ujian pinprick, larian haba satu bateri dalam pek bateri yang terdiri daripada 4 dan 10 rentetan pek bateri 18650 tanpa menggunakan bahan PCC akhirnya menyebabkan larian haba 20 bateri dalam pek bateri, manakala larian haba satu bateri dalam pek bateri yang diperbuat daripada bahan PCC tidak menyebabkan pelarian haba pek bateri lain.
Masa siaran: Feb-25-2022