Giunsa makontrol ang thermal runaway sa mga baterya sa lithium ion

1. Flame retardant sa electrolyte

Ang mga electrolyte flame retardant usa ka epektibo kaayo nga paagi sa pagpakunhod sa risgo sa thermal runaway sa mga baterya, apan kini nga mga flame retardant kasagaran adunay seryoso nga epekto sa electrochemical performance sa lithium ion nga mga baterya, mao nga lisud gamiton sa praktis. Aron sa pagsulbad niini nga problema, sa unibersidad sa California, San Diego, YuQiao team [1] uban sa pamaagi sa capsule packaging nga siga retardant DbA (dibenzyl amine) gitipigan sa sulod sa micro kapsula, nagkatag sa electrolyte, sa normal nga mga panahon dili makaapekto sa performance sa lithium ion batteries nagpakita, apan sa diha nga ang mga selula gikan sa paglaglag sa gawas nga pwersa sama sa extrusion, Ang siga retardants sa niini nga mga kapsula gibuhian, poisoning sa baterya ug sa hinungdan niini nga mapakyas, sa ingon alerto niini. sa thermal runaway. Niadtong 2018, ang team ni YuQiao [2] migamit pag-usab sa teknolohiya sa ibabaw, gamit ang ethylene glycol ug ethylenediamine isip flame retardants, nga gi-encapsulated ug gisulod sa lithium ion battery, nga miresulta sa 70% drop sa maximum temperature sa lithium ion battery atol sa ang pagsulay sa pin pin, nga makunhuran ang peligro sa pagkontrol sa kainit sa baterya sa lithium ion.

Ang mga pamaagi nga gihisgutan sa ibabaw mao ang paglaglag sa kaugalingon, nga nagpasabut nga sa higayon nga magamit ang flame retardant, ang tibuuk nga baterya sa lithium-ion malaglag. Bisan pa, ang team ni AtsuoYamada sa unibersidad sa Tokyo sa Japan [3] nakamugna og flame retardant electrolyte nga dili makaapekto sa performance sa lithium-ion nga mga baterya. Niini nga electrolyte, usa ka taas nga konsentrasyon sa NaN(SO2F)2(NaFSA) oLiN(SO2F)2(LiFSA) ang gigamit isip lithium salt, ug usa ka komon nga flame retardant trimethyl phosphate TMP ang gidugang sa electrolyte, nga nakapauswag sa thermal stability. sa lithium ion nga baterya. Dugang pa, ang pagdugang sa flame retardant wala makaapekto sa cycle performance sa lithium ion nga baterya. Ang electrolyte mahimong magamit sa labaw pa sa 1000 nga mga siklo (1200 C / 5 nga mga siklo, 95% nga pagpadayon sa kapasidad).

Ang flame retardant nga mga kinaiya sa mga baterya sa lithium ion pinaagi sa mga additives usa sa mga paagi aron maalerto ang mga baterya sa lithium ion nga dili makontrol. Ang ubang mga tawo usab nangita og usa ka bag-ong paagi sa pagsulay sa pag-alerto sa panghitabo sa mubo nga sirkito sa lithium ion nga mga baterya nga gipahinabo sa mga pwersa sa gawas gikan sa gamut, aron makab-ot ang katuyoan sa pagtangtang sa ubos ug sa hingpit nga pagwagtang sa panghitabo sa kainit nga dili makontrol. Sa pagtan-aw sa posible nga bayolente nga epekto sa gahum sa lithium ion nga mga baterya nga gigamit, si GabrielM.Veith gikan sa Oak Ridge National Laboratory sa Estados Unidos nagdisenyo ug usa ka electrolyte nga adunay shear thickening properties [4]. Kini nga electrolyte naggamit sa mga kabtangan sa non-Newtonian fluid. Sa normal nga kahimtang, ang electrolyte likido. Bisan pa, kung mag-atubang sa usa ka kalit nga epekto, kini magpakita sa usa ka lig-on nga kahimtang, mahimong labi ka kusgan, ug mahimo pa gani nga makab-ot ang epekto nga dili mapugngan sa bala. Gikan sa gamut, kini nagpaalerto sa risgo sa thermal runaway tungod sa mubo nga sirkito sa baterya kung ang gahum sa lithium ion nga baterya nagbangga.

2. Baterya nga istruktura

Sunod, atong tan-awon kung giunsa pagbutang ang mga preno sa thermal runaway gikan sa lebel sa mga cell sa baterya. Sa pagkakaron, ang problema sa thermal runaway gikonsiderar sa structural design sa lithium ion nga mga baterya. Pananglitan, kasagaran adunay usa ka pressure relief valve sa ibabaw nga hapin sa 18650 nga baterya, nga mahimong tukma sa panahon nga buhian ang sobra nga presyur sa sulod sa baterya kung ang thermal runaway. Ikaduha, adunay positibo nga temperatura coefficient nga materyal nga PTC sa tabon sa baterya. Sa diha nga ang kainit runaway temperatura mosaka, ang pagsukol sa PTC nga materyal nga motaas kamahinungdanon sa pagpakunhod sa kasamtangan ug pagpakunhod sa kainit nga kaliwatan. Dugang pa, sa disenyo sa istruktura sa usa ka baterya kinahanglan usab nga tagdon ang anti-short-circuit nga disenyo tali sa positibo ug negatibo nga mga poste, alerto tungod sa misoperation, metal residues ug uban pang mga hinungdan nga miresulta sa battery short circuit, hinungdan sa mga aksidente sa kaluwasan.

Sa diha nga ang ikaduha nga disenyo sa mga baterya, kinahanglan nga gamiton ang mas luwas nga diaphragm, sama sa automatic closed pore sa tulo-ka-layer composite sa taas nga temperatura ang diaphragm, apan sa bag-ohay nga mga tuig, uban sa pagpalambo sa battery enerhiya Densidad, manipis nga diaphragm ubos sa trend sa Ang tulo-ka-layer nga composite diaphragm anam-anam nga nahimong obsolete, gipulihan sa seramiko taklap sa diaphragm, seramiko taklap, sapaw sa diaphragm suporta mga katuyoan, pagpakunhod sa contraction sa diaphragm sa taas nga temperatura, Pagpauswag sa kainit kalig-on sa lithium ion battery ug pagpakunhod sa risgo sa thermal runaway sa lithium ion nga baterya.

3. Baterya pack thermal kaluwasan disenyo

Sa paggamit, ang lithium ion nga mga baterya kasagaran gilangkuban sa mga dosena, gatusan o bisan liboan nga mga baterya pinaagi sa serye ug parallel nga koneksyon. Pananglitan, ang battery pack sa Tesla ModelS naglangkob sa labaw pa sa 7,000 18650 nga mga baterya. Kung ang usa sa mga baterya mawad-an sa thermal control, kini mahimong mokaylap sa pack sa baterya ug mahimong hinungdan sa grabe nga mga sangputanan. Pananglitan, niadtong Enero 2013, ang Boeing 787 lithium ion nga baterya sa Hapon nasunog sa Boston, United States. Sumala sa imbestigasyon sa National Transportation Safety Board, usa ka 75Ah square lithium ion nga baterya sa battery pack ang hinungdan sa thermal runaway sa kasikbit nga mga baterya. Pagkahuman sa insidente, gikinahanglan sa Boeing nga ang tanan nga mga pakete sa baterya adunay mga bag-ong lakang aron mapugngan ang dili makontrol nga pagkaylap sa init.

Aron mapugngan ang thermal runaway gikan sa pagkaylap sa sulod sa mga baterya sa lithium ion, ang AllcellTechnology nagmugna usa ka thermal runaway isolation material nga PCC alang sa mga baterya sa lithium ion base sa mga materyales sa pagbag-o sa bahin [5]. Ang materyal sa PCC nga napuno tali sa monomer lithium ion nga baterya, sa kaso sa normal nga trabaho sa lithium ion battery pack, ang battery pack sa kainit mahimong maagian sa PCC nga materyal sa madali ngadto sa gawas sa battery pack, kung ang thermal runaway sa lithium ion Baterya, ang PCC nga materyal pinaagi sa internal nga paraffin wax nga natunaw mosuhop sa daghang kainit, mapugngan ang pagtaas sa temperatura sa baterya, Busa alerto sa kainit nga dili makontrol sa internal nga pagsabwag sa baterya pack. Sa pinprick test, ang thermal runaway sa usa ka baterya sa usa ka battery pack nga gilangkuban sa 4 ug 10 ka string sa 18650 nga mga battery pack nga walay paggamit sa PCC nga materyal sa ngadto-ngadto maoy hinungdan sa thermal runaway sa 20 ka baterya sa battery pack, samtang ang thermal runaway sa usa baterya sa battery pack nga hinimo sa PCC nga materyal wala hinungdan sa thermal runaway sa ubang mga battery pack.