1. Az elektrolit égésgátlója
Az elektrolitos égésgátlók nagyon hatékonyan csökkentik az akkumulátorok termikus kifutásának kockázatát, de ezek az égésgátlók gyakran komoly hatással vannak a lítium-ion akkumulátorok elektrokémiai teljesítményére, ezért a gyakorlatban nehezen használhatók. A probléma megoldása érdekében a San Diego-i Kaliforniai Egyetem YuQiao csapata [1] a kapszulacsomagolás módszerével égésgátló DbA-t (dibenzil-amin) tárol a mikrokapszula belsejében, szétszórva az elektrolitban. A normál idők nem befolyásolják a lítium-ion akkumulátorok teljesítményét, de amikor a cellák külső erő, például extrudálás hatására megsemmisülnek, az ezekben a kapszulákban lévő égésgátló anyagok felszabadulnak, megmérgezve az akkumulátort és meghibásodva, ezáltal figyelmeztetve. hogy termikus szökés. 2018-ban YuQiao csapata [2] ismét alkalmazta a fenti technológiát, égésgátlóként etilénglikolt és etilén-diamint használva, amelyeket kapszulázva helyeztek be a lítium-ion akkumulátorba, aminek eredményeként a lítium-ion akkumulátor maximális hőmérséklete 70%-kal csökkent. tűpróba, jelentősen csökkentve a lítium-ion akkumulátor hőszabályozásának kockázatát.
A fent említett módszerek önmegsemmisítőek, ami azt jelenti, hogy az égésgátló használata után az egész lítium-ion akkumulátor megsemmisül. AtsuoYamada csapata a japán Tokiói Egyetemen [3] azonban kifejlesztett egy égésgátló elektrolitot, amely nem befolyásolja a lítium-ion akkumulátorok teljesítményét. Ebben az elektrolitban nagy koncentrációban NaN(SO2F)2(NaFSA)vagyLiN(SO2F)2(LiFSA)-t használtak lítium sóként, és egy közönséges égésgátló trimetil-foszfát TMP-t adtak az elektrolithoz, ami jelentősen javította a hőstabilitást. lítium-ion akkumulátorról. Mi több, az égésgátló hozzáadása nem befolyásolta a lítium-ion akkumulátor ciklusteljesítményét. Az elektrolit több mint 1000 cikluson keresztül használható (1200 C/5 ciklus, 95%-os kapacitásmegtartás).
A lítium-ion akkumulátorok adalékanyagokon keresztüli égésgátlási jellemzői az egyik módja annak, hogy figyelmeztessék a lítium-ion akkumulátorokat, hogy ellenőrizhetetlenül melegedjenek. Vannak, akik új módot találnak arra is, hogy megpróbálják figyelmeztetni a lítium-ion akkumulátorokban a gyökértől érkező külső erők által okozott rövidzárlatot, hogy elérjék a célt, hogy eltávolítsák az alját, és teljesen kiküszöböljék az ellenőrizetlen hő előfordulását. Tekintettel a használatban lévő nagy teljesítményű lítium-ion akkumulátorok lehetséges heves hatására, GabrielM.Veith, az Oak Ridge National Laboratory munkatársa az Egyesült Államokban nyírási sűrítő tulajdonságokkal rendelkező elektrolitot tervezett [4]. Ez az elektrolit a nem newtoni folyadékok tulajdonságait használja fel. Normál állapotban az elektrolit folyékony. Hirtelen becsapódás esetén azonban szilárd állapotba kerül, rendkívül erős lesz, és még a golyóálló hatást is elérheti. A gyökértől kezdve figyelmezteti az akkumulátor rövidzárlatából adódó hőkifutás veszélyét, amikor az erősáramú lítium-ion akkumulátor ütközik.
2. Az akkumulátor felépítése
Ezután nézzük meg, hogyan fékezzük be az akkumulátorcellák szintjéről történő hőkifutást. Jelenleg a lítium-ion akkumulátorok szerkezeti tervezése során figyelembe vették a termikus kifutás problémáját. Például általában van egy nyomáscsökkentő szelep az 18650-es akkumulátor felső fedelében, amely időben felszabadítja az akkumulátor belsejében lévő túlzott nyomást, amikor a hő kilép. Másodszor, pozitív hőmérsékleti együtthatójú PTC anyag lesz az akkumulátor fedelében. Amikor a termikus kifutó hőmérséklet emelkedik, a PTC anyag ellenállása jelentősen megnő az áram és a hőtermelés csökkentése érdekében. Ezen túlmenően, az egyetlen akkumulátor szerkezetének megtervezésekor figyelembe kell venni a pozitív és negatív pólusok közötti rövidzárlat elleni konstrukciót is, figyelmeztetni kell a helytelen működés, a fémmaradványok és egyéb tényezők miatt, amelyek az akkumulátor rövidzárlatát eredményezik, ami biztonsági baleseteket okoz.
Az akkumulátorok második tervezésénél a biztonságosabb membránt kell használni, például a háromrétegű kompozit automatikus zárt pórusait magas hőmérsékleten a membrán, de az utóbbi években az akkumulátor energiasűrűségének javulásával a vékony membrán a tendencia szerint A háromrétegű kompozit membrán fokozatosan elavult, helyébe a membrán kerámia bevonata, kerámia bevonat a membrán támogatására, csökkenti a membrán összehúzódását magas hőmérsékleten, javítja a lítium-ion akkumulátor hőstabilitását és csökkenti a a lítium-ion akkumulátor termikus kifutása.
3. Akkumulátorcsomag hőbiztonsági kialakítása
A használat során a lítium-ion akkumulátorok gyakran több tucat, száz vagy akár több ezer akkumulátorból állnak soros és párhuzamos csatlakozással. Például a Tesla ModelS akkumulátorcsomagja több mint 7000 18650-es akkumulátorból áll. Ha az egyik akkumulátor elveszíti a hőszabályozást, az átterjedhet az akkumulátorcsomagban, és súlyos következményekkel járhat. Például 2013 januárjában az egyesült államokbeli Bostonban kigyulladt egy japán cég Boeing 787 lítium-ion akkumulátora. A Nemzeti Közlekedésbiztonsági Tanács vizsgálata szerint az akkumulátorcsomagban lévő 75 Ah-s négyzetméteres lítium-ion akkumulátor a szomszédos akkumulátorok hőkiürítését okozta. Az incidens után a Boeing megkövetelte, hogy minden akkumulátorcsomagot új intézkedésekkel szereljenek fel, hogy megakadályozzák az ellenőrizetlen hőterjedést.
A lítium-ion akkumulátorokon belüli termikus kifutó elterjedésének megakadályozása érdekében az AllcellTechnology kifejlesztett egy PCC hőszigetelő anyagot lítium-ion akkumulátorokhoz, fázisváltó anyagokon [5]. A monomer lítium-ion akkumulátor közé töltött PCC-anyag, a lítium-ion akkumulátorcsomag normál működése esetén az akkumulátorcsomag hőben gyorsan átjuthat a PCC-anyagon az akkumulátoregység külső oldalára, amikor a lítium-ionban a hő elszabadul. Az akkumulátorok, a PCC anyag a belső paraffinviasz olvadása révén sok hőt elnyel, megakadályozza az akkumulátor hőmérsékletének további emelkedését, így figyelmezteti az akkumulátoregység belső diffúzióját az ellenőrizhetetlen hőre. A tűszúrás-tesztben egy 4 és 10 szál 18650 akkumulátorcsomagból álló akkumulátorcsomagban lévő egy akkumulátor hőkifutása PCC-anyag felhasználása nélkül végül 20 akkumulátor hőkifutását okozta az akkumulátorcsomagban, míg egy akkumulátor hőkifutását. A PCC anyagból készült akkumulátorcsomagban lévő akkumulátor nem okozta a többi akkumulátorcsomag hőkifutását.
Feladás időpontja: 2022-02-25