Idag använder olika bilföretag litiumbatterier i stor skala i kraftbatterier, och energitätheten blir högre och högre, men människor är fortfarande färgade av säkerheten hos kraftbatterier, och det är inte en bra lösning för säkerheten för batterier.Thermal runaway är det huvudsakliga forskningsobjektet för batterisäkerhet, och det är värt att fokusera på.
Först och främst, låt oss förstå vad som är termisk runaway.Thermal runaway är ett kedjereaktionsfenomen som utlöses av olika triggers, vilket resulterar i en stor mängd värme och skadliga gaser som avges av batteriet inom en kort tidsperiod, vilket till och med kan få batteriet att fatta eld och explodera i allvarliga fall.Det finns många orsaker till uppkomsten av termisk runaway, såsom överhettning, överladdning, intern kortslutning, kollision, etc.. Batteriets termiska runaway börjar ofta från nedbrytningen av den negativa SEI-filmen i battericellen, följt av nedbrytning och smältning av diafragman, vilket resulterar i den negativa elektroden och elektrolyten, följt av sönderdelningen av både den positiva elektroden och elektrolyten, vilket utlöser en storskalig inre kortslutning, vilket gör att elektrolyten brinner, som sedan sprider sig till andra celler, vilket orsakar en allvarlig termisk runaway och låter hela batteripaketet producera spontan förbränning.
Orsakerna till termisk runaway kan delas in i interna och externa orsaker.Interna orsaker beror ofta på interna kortslutningar;yttre orsaker beror på mekanisk missbruk, elmissbruk, termisk missbruk, etc.
En intern kortslutning, som är en direkt kontakt mellan batteriets positiva och negativa poler, varierar mycket i graden av kontakt och den efterföljande reaktionen som utlöses.Vanligtvis kommer en massiv intern kortslutning orsakad av mekanisk och termisk missbruk direkt att utlösa termisk flykt.Däremot är interna kortslutningar som utvecklas av sig själva relativt små, och värmen den genererar är så liten att den inte omedelbart utlöser termisk flykt.Intern självutveckling inkluderar vanligtvis tillverkningsdefekter, försämring av olika egenskaper orsakade av batteriåldring, såsom ökat inre motstånd, litiummetallavlagringar orsakade av långvarigt mild missbruk, etc. När tiden ackumuleras ökar risken för intern kortslutning orsakad av sådana. inre orsaker kommer gradvis att öka.
Mekanisk missbruk, hänvisar till deformation av litiumbatterimonomer och batteripaket under inverkan av yttre kraft, och den relativa förskjutningen av olika delar av sig själv.Huvudformerna mot den elektriska cellen inkluderar kollision, extrudering och punktering.Till exempel ledde ett främmande föremål som vidrördes av fordonet i hög hastighet direkt till kollaps av batteriets inre membran, vilket i sin tur orsakade en kortslutning i batteriet och utlöste självantändning inom en kort tidsperiod.
Det elektriska missbruket av litiumbatterier inkluderar i allmänhet extern kortslutning, överladdning, överladdning i flera former, vilket med största sannolikhet kommer att utvecklas till termisk flykt för överladdning.Extern kortslutning uppstår när två ledare med differenstryck ansluts utanför cellen.Externa kortslutningar i batteripaket kan bero på deformation orsakad av fordonskollisioner, vattennedsänkning, ledningsförorening eller elektrisk stöt under underhåll.Vanligtvis värmer värmen som frigörs från en extern kortslutning inte upp batteriet i motsats till en punktering.Den viktiga länken mellan en extern kortslutning och termisk runaway är temperaturen som når punkten för överhettning.Det är när värmen som genereras av den externa kortslutningen inte kan avledas bra som batteritemperaturen stiger och den höga temperaturen utlöser termisk rusning.Att avbryta kortslutningsströmmen eller avleda överskottsvärme är därför sätt att förhindra att den externa kortslutningen orsakar ytterligare skada.Överladdning är, på grund av dess fulla av energi, en av de största riskerna med elektrisk missbruk.Generering av värme och gas är två vanliga funktioner i överladdningsprocessen.Värmegenereringen kommer från ohmsk värme och sidoreaktioner.Först växer litiumdendriter på anodytan på grund av överdriven litiuminbäddning.
Skyddsåtgärder för termisk flykt:
I det självgenererade värmesteget för att hämma termisk runaway av kärnan, har vi två alternativ, ett är att förbättra och uppgradera materialet i kärnan, kärnan i termisk runaway ligger främst i stabiliteten hos de positiva och negativa elektrodmaterialen och elektrolyt.I framtiden behöver vi också göra högre genombrott i katodmaterialbeläggning, modifiering, kompatibilitet av homogen elektrolyt och elektrod, och förbättra kärnans värmeledningsförmåga.Eller välj elektrolyten med hög säkerhet för att spela effekten av flamskyddsmedel.För det andra är det nödvändigt att anta effektiva lösningar för värmehantering (PTC kylvätskevärmare/ PTC luftvärmare) från utsidan för att undertrycka temperaturökningen av Li-ion-batterier, för att säkerställa att SEI-filmen i cellen inte kommer att stiga till upplösningstemperaturen, och naturligtvis kommer termisk flykt inte att inträffa.
Posttid: 17-mars 2023
