כיום חברות רכב שונות משתמשות בסוללות ליתיום בקנה מידה גדול בסוללות חשמל, וצפיפות האנרגיה הולכת וגדלה, אבל אנשים עדיין נצבעים בבטיחות של סוללות חשמל, וזה לא פתרון טוב לבטיחות של סוללות.בריחת תרמית היא אובייקט המחקר העיקרי של בטיחות סוללות חשמל, וכדאי להתמקד בו.
קודם כל, בואו נבין מהי בריחה תרמית.בריחת תרמית היא תופעת תגובת שרשרת המופעלת על ידי טריגרים שונים, וכתוצאה מכך כמות גדולה של חום וגזים מזיקים הנפלטים מהסוללה תוך פרק זמן קצר, העלולים אף לגרום לסוללה להתלקח ולהתפוצץ במקרים חמורים.ישנן סיבות רבות להתרחשות של בריחת תרמית, כגון התחממות יתר, טעינת יתר, קצר חשמלי פנימי, התנגשות וכו'. בריחת סוללה תרמית מתחילה לרוב מפירוק סרט ה-SEI השלילי בתא הסוללה, ולאחר מכן הפירוק וההמסה של הסרעפת, וכתוצאה מכך האלקטרודה השלילית והאלקטרוליט, ואחריה פירוק הן של האלקטרודה החיובית והן של האלקטרוליט, ובכך גורם לקצר פנימי בקנה מידה גדול, הגורם לאלקטרוליט להישרף, אשר לאחר מכן מתפשט לתאים אחרים, מה שגורם בריחת תרמית רצינית ומאפשרת לכל ערכת הסוללות לייצר בעירה ספונטנית.
ניתן לחלק את הגורמים לבריחה תרמית לגורמים פנימיים וחיצוניים.סיבות פנימיות נובעות לרוב מקצרים פנימיים;הסיבות החיצוניות נובעות מהתעללות מכנית, התעללות חשמלית, התעללות תרמית וכו'.
קצר חשמלי פנימי, שהוא מגע ישיר בין המסוף החיובי והשלילי של הסוללה, משתנה מאוד במידת המגע ובתגובה המופעלת לאחר מכן.בדרך כלל קצר חשמלי פנימי מסיבי הנגרם על ידי שימוש לרעה מכני ותרמי יפעיל ישירות בריחת תרמית.לעומת זאת, קצרים פנימיים המתפתחים מעצמם הם מינוריים יחסית, והחום שהוא מייצר כל כך קטן שהוא לא מפעיל מיד בריחת תרמית.התפתחות עצמית פנימית כוללת בדרך כלל פגמים בייצור, הידרדרות של תכונות שונות הנגרמות כתוצאה מהזדקנות הסוללה, כגון התנגדות פנימית מוגברת, משקעי מתכת ליתיום הנגרמים משימוש לרעה מתון לטווח ארוך וכו'. ככל שהזמן מצטבר, הסיכון לקצר פנימי הנגרם כתוצאה מכך הסיבות הפנימיות יגדלו בהדרגה.
התעללות מכנית, מתייחסת לעיוות של מונומר סוללת ליתיום וחבילת סוללות תחת פעולת כוח חיצוני, ותזוזה יחסית של חלקים שונים של עצמה.הצורות העיקריות נגד התא החשמלי כוללות התנגשות, אקסטרוזיה וניקוב.לדוגמה, חפץ זר שנגע בו על ידי הרכב במהירות גבוהה הוביל ישירות לקריסה של הדיאפרגמה הפנימית של המצבר, אשר בתורה גרמה לקצר בתוך המצבר והפעילה בעירה ספונטנית תוך פרק זמן קצר.
השימוש לרעה בחשמל של סוללות ליתיום כולל בדרך כלל קצר חשמלי חיצוני, טעינת יתר, פריקת יתר בכמה צורות, שסביר להניח שיתפתח לברוח תרמית לטעינת יתר.קצר חשמלי חיצוני מתרחש כאשר שני מוליכים עם לחץ דיפרנציאלי מחוברים מחוץ לתא.קצרים חיצוניים בחבילות סוללות יכולים לנבוע מעיוות שנגרם כתוצאה מהתנגשויות ברכב, טבילת מים, זיהום מוליך או התחשמלות במהלך תחזוקה.בדרך כלל, החום המשתחרר מקצר חשמלי חיצוני אינו מחמם את הסוללה בניגוד לפנצ'ר.הקשר החשוב בין קצר חשמלי חיצוני לבריחה תרמית הוא הטמפרטורה המגיעה לנקודת התחממות יתר.זה כאשר החום שנוצר מהקצר החיצוני אינו יכול להתפזר היטב, טמפרטורת הסוללה עולה והטמפרטורה הגבוהה מפעילה בריחת תרמית.לכן, ניתוק זרם הקצר או פיזור חום עודף הם דרכים למנוע מהקצר החיצוני לייצר נזק נוסף.טעינת יתר, בגלל מלאת האנרגיה שלה, היא אחת הסכנות הגבוהות ביותר של שימוש לרעה בחשמל.יצירת חום וגז הם שני מאפיינים נפוצים של תהליך טעינת יתר.יצירת החום מגיעה מחום אומה ותגובות לוואי.ראשית, דנדריטים ליתיום גדלים על פני האנודה עקב הטבעת ליתיום מוגזמת.
אמצעי הגנה מפני בריחת תרמית:
בשלב החום הנוצרת עצמית לעיכוב בריחת הליבה התרמית, יש לנו שתי אפשרויות, האחת היא לשפר ולשדרג את חומר הליבה, המהות של הבריחה התרמית טמונה בעיקר ביציבות חומרי האלקטרודה החיוביים והשליליים. אלקטרוליט.בעתיד, אנחנו צריכים גם לעשות פריצות דרך גבוהות יותר בציפוי חומר קתודה, שינוי, תאימות של אלקטרוליט ואלקטרודה הומוגניים ושיפור המוליכות התרמית של הליבה.או בחר באלקטרוליט עם בטיחות גבוהה כדי להפעיל את ההשפעה של מעכב בעירה.שנית, יש צורך לאמץ פתרונות ניהול תרמי יעילים (מחמם נוזל קירור PTC/ מחמם אוויר PTC) מבחוץ כדי לדכא את עליית הטמפרטורה של סוללת Li-ion, כדי להבטיח שסרט ה-SEI של התא לא יעלה לטמפרטורת הפירוק, ובאופן טבעי, בריחת תרמית לא תתרחש.
זמן פרסום: 17-3-2023
