Tegenwoordig gebruiken verschillende autobedrijven op grote schaal lithiumbatterijen in stroombatterijen, en de energiedichtheid wordt steeds hoger, maar mensen worden nog steeds gekleurd door de veiligheid van stroombatterijen, en het is geen goede oplossing voor de veiligheid van batterijen.Thermal runaway is het belangrijkste onderzoeksobject op het gebied van de veiligheid van stroombatterijen, en het is de moeite waard om hier aandacht aan te besteden.
Laten we eerst begrijpen wat thermische runaway is.Thermal runaway is een kettingreactie die wordt veroorzaakt door verschillende triggers, waardoor binnen korte tijd een grote hoeveelheid hitte en schadelijke gassen door de accu worden uitgestoten, waardoor de accu in ernstige gevallen zelfs in brand kan vliegen en kan ontploffen.Er zijn veel redenen voor het optreden van thermische runaway, zoals oververhitting, overladen, interne kortsluiting, botsing, enz.. Thermische runaway van batterijen begint vaak met de ontbinding van de negatieve SEI-film in de batterijcel, gevolgd door de ontbinding en het smelten van het diafragma, wat resulteert in de negatieve elektrode en de elektrolyt, gevolgd door de ontbinding van zowel de positieve elektrode als de elektrolyt, waardoor een grootschalige interne kortsluiting wordt veroorzaakt, waardoor de elektrolyt verbrandt, die zich vervolgens naar andere cellen verspreidt, waardoor een ernstige thermische runaway en waardoor het hele batterijpakket zelfontbranding kan veroorzaken.
De oorzaken van thermische runaway kunnen worden onderverdeeld in interne en externe oorzaken.Interne oorzaken zijn vaak te wijten aan interne kortsluiting;externe oorzaken zijn te wijten aan mechanisch misbruik, elektrisch misbruik, thermisch misbruik, enz.
Een interne kortsluiting, die een direct contact is tussen de positieve en negatieve polen van de batterij, varieert sterk in de mate van contact en de daaropvolgende reactie.Normaal gesproken zal een enorme interne kortsluiting, veroorzaakt door mechanisch en thermisch misbruik, direct een thermische overstroming veroorzaken.Daarentegen zijn interne kortsluitingen die vanzelf ontstaan relatief klein, en de warmte die hierdoor ontstaat is zo klein dat deze niet onmiddellijk een thermische overstroming veroorzaakt.Interne zelfontwikkeling omvat gewoonlijk fabricagefouten, verslechtering van verschillende eigenschappen veroorzaakt door veroudering van de batterij, zoals verhoogde interne weerstand, afzettingen van lithiummetaal veroorzaakt door langdurig licht misbruik, enz. Naarmate de tijd zich opstapelt, neemt het risico op interne kortsluiting als gevolg van dergelijke problemen toe. interne oorzaken zullen geleidelijk toenemen.
Mechanisch misbruik verwijst naar de vervorming van het lithiumbatterijmonomeer en het batterijpakket onder invloed van externe krachten, en de relatieve verplaatsing van verschillende delen van zichzelf.De belangrijkste vormen tegen de elektrische cel zijn botsing, extrusie en lekke banden.Een vreemd voorwerp dat met hoge snelheid door het voertuig werd aangeraakt, leidde bijvoorbeeld direct tot het bezwijken van het interne membraan van de accu, wat op zijn beurt kortsluiting in de accu veroorzaakte en binnen korte tijd tot zelfontbranding leidde.
Het elektrische misbruik van lithiumbatterijen omvat over het algemeen externe kortsluiting, overbelasting en overontlading in verschillende vormen, wat zich hoogstwaarschijnlijk zal ontwikkelen tot thermische overbelasting.Externe kortsluiting treedt op wanneer twee geleiders met drukverschil buiten de cel worden aangesloten.Externe kortsluiting in accupakketten kan het gevolg zijn van vervorming veroorzaakt door botsingen met voertuigen, onderdompeling in water, vervuiling van de geleider of elektrische schokken tijdens onderhoud.Doorgaans verwarmt de warmte die vrijkomt bij een externe kortsluiting de batterij niet, in tegenstelling tot een lekke band.Het belangrijke verband tussen een externe kortsluiting en een thermische oververhitting is de temperatuur die het punt van oververhitting bereikt.Het is wanneer de warmte die wordt gegenereerd door de externe kortsluiting niet goed kan worden afgevoerd, dat de temperatuur van de batterij stijgt en de hoge temperatuur een thermische overstroming veroorzaakt.Daarom zijn het uitschakelen van de kortsluitstroom of het afvoeren van overtollige warmte manieren om te voorkomen dat de externe kortsluiting verdere schade veroorzaakt.Overladen is, omdat het veel energie bevat, een van de grootste gevaren van elektrisch misbruik.De opwekking van warmte en gas zijn twee gemeenschappelijke kenmerken van het overlaadproces.De warmteontwikkeling is afkomstig van ohmse warmte en nevenreacties.Ten eerste groeien lithiumdendrieten op het anodeoppervlak als gevolg van overmatige inbedding van lithium.
Maatregelen ter bescherming tegen thermische runaway:
In de zelf gegenereerde warmtefase om de thermische runaway van de kern te voorkomen, hebben we twee opties: één is het verbeteren en upgraden van het materiaal van de kern. De essentie van thermische runaway ligt voornamelijk in de stabiliteit van de positieve en negatieve elektrodematerialen en elektrolyt.In de toekomst moeten we ook grotere doorbraken boeken op het gebied van coating van kathodemateriaal, modificatie, compatibiliteit van homogene elektrolyt en elektrode, en verbetering van de thermische geleidbaarheid van de kern.Of kies voor een elektrolyt met hoge veiligheid om het effect van vlamvertrager te spelen.Ten tweede is het noodzakelijk om efficiënte oplossingen voor thermisch beheer te implementeren (PTC-koelvloeistofverwarmer/ PTC-luchtverwarmer) van buitenaf om de temperatuurstijging van de Li-ion-batterij te onderdrukken, om ervoor te zorgen dat de SEI-film van de cel niet zal stijgen naar de oplostemperatuur, en natuurlijk zal er geen thermische runaway optreden.
Posttijd: 17 maart 2023
