banner

Како да се запре експлозијата на литиум-јонските батерии поради термички бегство?

10.868 Објавено од БСЛБАТТ 04 март 2019 година

Lithium-Ion Batteries Explosion Due To Thermal Runaway

Термичкото бегство е долгогодишен проблем што ги мачи големите корпорации како Тесла , Samsung , и Боинг и мали подеднакво.

Dreamliner 787 на Boeing, кој Боинг го рекламираше како 20% економичен гориво, беше приземјен во 2013 година. Истата година, Tesla Model S беше под федерална безбедносна истрага откако се запали најмалку 3 пати.Минатата година Samsung повлече 2,5 милиони паметни телефони Galaxy Note 7.

За сите три компании, кои се врвни играчи во нивниот домен, проблемот беше ист – литиум-јонските батерии инсталирани во срцето на нивниот производ како извор на енергија.Литиум-јонските батерии инсталирани во Tesla Model S, Dreamliner 787 и Galaxy Note 7 постојано експлодираа.

Зошто литиум јонската батерија експлодира неочекувано?

Литиум јонските батерии се најкористениот тип на батерии во неколку индустрии, но дали знаете што ги прави опасни?Ако сте истражувач кој работи со литиум-јонски батерии, би знаеле дека една од главните причини зошто повеќето литиум-јонски батерии експлодираат е поради термичкото бегство.

Што е Thermal Runaway и зошто тоа е водечката причина за експлозии на батерии?
Во литиум-јонските батерии, катодата и анодата се одделени со тенок - понекогаш 10 микрони - полиетиленски сепаратор.Кога овој сепаратор ќе пукне, се случува краток спој кој го иницира процесот наречен термички бегство.

Термичкото бегство обично се случува за време на полнењето.Температурата брзо се зголемува до точката на топење на металниот литиум и предизвикува бурна реакција.

Друга главна причина зад термичкото бегство е други микроскопски метални честички кои доаѓаат во допир со различни делови од батеријата (ова се случува постојано во процесот на склопување на батеријата), што резултира со краток спој.

Вообичаено, благ краток спој може да предизвика зголемено само-празнење и да се генерира малку топлина бидејќи енергијата на празнење е многу мала.Но, кога доволно микроскопски метални честички ќе се спојат на едно место, може да се развие голем електричен краток спој и значителна струја ќе тече помеѓу позитивните и негативните плочи.

Ова предизвикува зголемување на температурата, што доведува до термички бегство, исто така наречено „проветрување со пламен“.

За време на термички бегство, високата топлина на ќелијата што не успева може да се пропагира до следната ќелија, предизвикувајќи и таа да стане термички нестабилна.Во некои случаи, се јавува верижна реакција во која секоја клетка се распаѓа по сопствен распоред.

Зошто експлозијата на литиум-јонски батерии е главен проблем за сите?

Паметниот телефон во вашиот џеб се напојува со a Li-Ion батерија .Тие се еден од најпопуларните типови на батерии за полнење за пренослива електроника поради нивната висока густина на енергија, малиот ефект на меморија и малото самопразнење.

Покрај потрошувачката електроника, литиум-јонските батерии се популарни за воени, електрични возила и воздушни апликации.На пример, литиум-јонските батерии ги заменија конвенционалните оловно-киселински батерии кои историски се користеа за колички за голф и за комунални возила.

Големината на глобалниот пазар на литиум-јонски батерии се очекува да достигне 46,21 милијарди долари до 2022 година, со CAGR од 10,8% во периодот 2016-2022 година.

За нешто што стана составен дел од нашето секојдневие со толку брзо темпо, навистина би ги ризикувале нашите животи имајќи ги овие батерии околу нас.

Со оглед на нивната примена, тие не се лесно заменливи, но доколку се реши проблемот со термалното бегство, рамнотежата би се вратила во рајот.

Како можеме да спречиме термички бегство во Литиум-јонски батерии ?

1. Воведување на средство за заштита од пламен
Термичко бегство често се јавува од пробивање и неправилно полнење.За да се спротивстават на таквите опасности од пожар, пронаоѓачите користеле термичка течност која содржи отпорник на пламен.

Ретардант на пламен е соединение кое го инхибира, потиснува или го одложува производството на пламен или го спречува ширењето на пожарот.

Овде тие имаат микрокапсулирано заштитник на пламен (обично соединение на бром) во полиетилен со висока густина и додаваат вода и соединение гликол за да се подготви термичката течност што се користи.Соединението на гликол овде се користи како „антифриз“ (вообичаени гликолни соединенија што се користат се етилен гликол, диетилен гликол и пропилен гликол).

Исто така, пронајдокот најмногу се дискутира во светлината на EV батериите.Батеријата кога ќе се повика да напојува електрично возило се загрева.Термичката течност тече низ контејнерот и над модулите на батеријата.

Во случај на преполнување или сообраќајна несреќа што резултира со пункција на батеријата, заштитувачот на пламен во топлинската течност дејствува за да ја намали опасноста од пожар.Поточно, микрокапсулите на соединението на бром пукаат кога ќе се достигне температурата на руптурата поради вишокот на топлина на огнот.Заштитувачот на пламен се ослободува од микрокапсулите и делува да го стави огнот под контрола.

2. Користење на уреди за иницирање на оштетување
Регентите на Универзитетот во Калифорнија се чини дека се прилично активни во истражувањето како да се справат со проблемот со термички бегство.

Во 2006 година, тие поднесоа патент поврзан со полимерни електролити со висок модул на еластичност, погодни за спречување на термичко бегство (US8703310).Различен сет на пронаоѓачи го поднеле овој патент (т.е. US'535) во 2013 година, за ублажување на термички бегство користејќи материјали или уреди што предизвикуваат оштетување.

Попрецизно, тие развија механизам за исклучување со термички бегство што може да се активира или механички или термички (или и двете), бидејќи се случува оштетување на батеријата (т.е. пред или кратко време по започнувањето на термалното бегство) и се грижат за проблемот уште пред да може да започне .

Ваквите предвидливи или моментални контрамерки се особено потребни кога батеријата е изложена на удар или висок притисок (како несреќа како што споменав и за претходниот патент US'886) и кога нејзината внатрешна структура е оштетена, предизвикувајќи внатрешно кратење.

Основниот принцип на кој работи е - како што се нанесува механичко оптоварување на батеријата, иницијаторите на оштетување може да предизвикаат широко распространето оштетување или уништување на електродата, така што внатрешниот отпор значително се зголемува за да се ублажи термичкото бегство дури и пред да се случи.

Овде тие зборуваа за два вида иницијатори на штета -

Иницијатори на пасивни оштетувања

Овие иницијатори иницираат пукање или празнење на електродите при удар, а таквите пукнатини и/или празнини ја зголемуваат внатрешната импеданса на електродата и, на тој начин, го намалуваат создавањето на топлина поврзано со можното внатрешно скратување.Таквите адитиви се познати како иницијатори на пукнатини или празнини (CVIs).

Оштетувањата на електродата може да бидат предизвикани од одврзување или неусогласеност со вкочанетост на интерфејсите на CVI-електродата, фрактура и руптура на CVI, итн. Примери на пасивни адитиви вклучуваат цврсти или порозни честички, цврсти или шупливи/порозни влакна и цевки, итн. може да се формира од јаглеродни материјали како што се графит, јаглеродни наноцевки, активирани јаглероди, саѓи, итн.

Активен иницијатор на оштетување

Овие иницијатори можат да произведат значителна промена на волуменот или обликот при механичко или термичко оптоварување.Активните иницијатори на оштетување може да вклучуваат цврсти или порозни честички, цврсти или шупливи зрна, цврсти или шупливи/порозни влакна и цевки, итн. — Ti—Pt, итн.

Thermal Runaway

Хемикалиите кои се ослободуваат за време на термички бегство може да биде токсичен, а во екстремни случаи, термичкото бегство може да предизвика електрични пожари и/или батерии да експлодираат.Температурата на амбиенталниот воздух во околината на батеријата исто така мора правилно да се одржува.Контролирањето на овие фактори го намалува потенцијалот за термички бегство .

извор:https://www.greyb.com/prevent-thermal-runaway-problem-li-ion-batteries/

10 возбудливи начини да ги користите вашите 12V литиумски батерии

Назад во 2016 година, кога BSLBATT за прв пат започна да дизајнира што ќе стане првата пад-во замена...

Дали сакаш ? 915

Прочитај повеќе

Компанијата за батерии BSLBATT прима масовни нарачки од клиенти од Северна Америка

BSLBATT®, кинески производител на батерии за вилушкар специјализиран за индустрија за ракување со материјали...

Дали сакаш ? 767

Прочитај повеќе

Fun Find Friday: BSLBATT Battery доаѓа на уште една одлична LogiMAT 2022 година

ЗАПОЗНАЈТЕ СЕ!ИЗЛОЖБА НА ВЕТЕР 2022 ГОДИНА!LogiMAT во Штутгарт: ПАМЕТЕН – ОДРЖЛИВ – SAF...

Дали сакаш ? 802

Прочитај повеќе

Во потрага по нови дистрибутери и дилери за BSL литиумски батерии

Батеријата BSLBATT е високотехнолошка компанија со брзо темпо, со висок раст (200% годишно) која ја предводи...

Дали сакаш ? 1.203

Прочитај повеќе

BSLBATT ќе учествува на MODEX 2022 на 28-31 март во Атланта, GA

BSLBATT е еден од најголемите развивачи, производители и интегратори на литиум-јонски тесто...

Дали сакаш ? 1.936

Прочитај повеќе

Што го прави BSLBATT супериорна литиумска батерија за вашите потреби за мотивација?

Сопствениците на електрични виљушкар и машини за чистење на подови кои бараат врвни перформанси, ќе ги...

Дали сакаш ? 771

Прочитај повеќе

BSLBATT Battery се придружува на програмата за компатибилност на батериите на Delta-Q Technologies

China Huizhou – 24 мај 2021 година – BSLBATT Battery денеска објави дека се приклучи на Delta-Q Tec...

Дали сакаш ? 1.236

Прочитај повеќе

48V литиумските батерии на BSLBATT сега се компатибилни со инверторите Victron

Голема вест!Ако сте обожаватели на Victron, ова ќе биде добра вест за вас.Со цел подобро да се поклопат ...

Дали сакаш ? 3.821

Прочитај повеќе