Hodiaŭ, diversaj aŭtomobilaj kompanioj uzas litiajn bateriojn grandskale en elektraj baterioj, kaj la energidenseco fariĝas pli kaj pli alta, sed homoj ankoraŭ estas influitaj de la sekureco de elektraj baterioj, kaj ĝi ne estas bona solvo por la sekureco de baterioj. Termika elfluo estas la ĉefa esplora objekto de bateria sekureco, kaj valoras fokusiĝi pri ĝi.
Unue, ni komprenu, kio estas termika forkuro. Termika forkuro estas ĉenreakcia fenomeno ekigita de diversaj ellasiloj, rezultante en granda kvanto da varmo kaj damaĝaj gasoj elsenditaj de la baterio ene de mallonga tempodaŭro, kio eĉ povas kaŭzi la baterion ekbruli kaj eksplodi en gravaj kazoj. Ekzistas multaj kialoj por la okazo de termika forkuro, kiel trovarmiĝo, troŝargado, interna kurta cirkvito, kolizio, ktp. Termika forkuro de baterio ofte komenciĝas per la putriĝo de la negativa SEI-filmo en la bateria ĉelo, sekvata de la putriĝo kaj fandado de la diafragmo, rezultante en la negativa elektrodo kaj la elektrolito, sekvata de la putriĝo de kaj la pozitiva elektrodo kaj la elektrolito, tiel ekigante grandskalan internan kurta cirkviton, kaŭzante bruladon de la elektrolito, kiu poste disvastiĝas al aliaj ĉeloj, kaŭzante gravan termikan forkuron kaj permesante al la tuta bateria pako produkti spontanean ekbrulon.
La kaŭzoj de termika forkurado povas esti dividitaj en internajn kaj eksterajn kaŭzojn. Internaj kaŭzoj ofte ŝuldiĝas al internaj kurtaj cirkvitoj; eksteraj kaŭzoj ŝuldiĝas al mekanika misuzo, elektra misuzo, termika misuzo, ktp.
Interna kurta cirkvito, kiu estas rekta kontakto inter la pozitiva kaj negativa terminaloj de la baterio, multe varias laŭ la grado de kontakto kaj la posta ekigita reago. Kutime, grandega interna kurta cirkvito kaŭzita de mekanika kaj termika misuzo rekte ekigas termikan forkuradon. Kontraste, internaj kurtaj cirkvitoj, kiuj disvolviĝas memstare, estas relative malgrandaj, kaj la varmo, kiun ĝi generas, estas tiel malgranda, ke ĝi ne tuj ekigas termikan forkuradon. Interna memdisvolviĝo kutime inkluzivas fabrikadajn difektojn, difektiĝon de diversaj ecoj kaŭzitajn de bateria maljuniĝo, kiel ekzemple pliigita interna rezisto, litiajn metalajn deponejojn kaŭzitajn de longdaŭra milda misuzo, ktp. Dum la tempo akumuliĝas, la risko de interna kurta cirkvito kaŭzita de tiaj internaj kaŭzoj iom post iom pliiĝos.
Mekanika misuzo rilatas al la deformado de la litio-baterio-monomero kaj la bateriaro sub la ago de ekstera forto, kaj la relativa delokiĝo de diversaj partoj de ĝi mem. La ĉefaj formoj de kontraŭagado al la elektra ĉelo inkluzivas kolizion, eltrudon kaj trapikon. Ekzemple, fremda objekto tuŝita de la veturilo je alta rapideco rekte kaŭzas la kolapson de la interna diafragmo de la baterio, kiu siavice kaŭzas kurtan cirkviton ene de la baterio kaj ekigas spontanean ekbrulon ene de mallonga tempodaŭro.
La elektra misuzo de litiaj baterioj ĝenerale inkluzivas eksteran kurtan cirkviton, troŝargon, tromalŝarĝon, diversajn formojn, kiuj plej verŝajne evoluas al termika forkurado al troŝargo. Ekstera kurta cirkvito okazas kiam du konduktiloj kun diferenciga premo estas konektitaj ekster la ĉelo. Eksteraj kurtaj cirkvitoj en baterioj povas esti kaŭzitaj de deformado kaŭzita de veturilaj kolizioj, akvomergado, poluado de konduktiloj aŭ elektra ŝoko dum riparado. Tipe, la varmo liberigita de ekstera kurta cirkvito ne varmigas la baterion, kontraste al trapikiĝo. La grava ligo inter ekstera kurta cirkvito kaj termika forkurado estas la temperaturo atinganta la punkton de trovarmiĝo. Kiam la varmo generita de la ekstera kurta cirkvito ne povas esti bone disipita, la bateria temperaturo altiĝas kaj la alta temperaturo ekigas termikan forkuradon. Tial, interrompi la kurtan cirkvitan kurenton aŭ disipi troan varmon estas manieroj malhelpi la eksteran kurtan cirkviton produkti plian damaĝon. Troŝargo, pro sia plena energio, estas unu el la plej altaj danĝeroj de elektra misuzo. La generado de varmo kaj gaso estas du komunaj trajtoj de la troŝarga procezo. La varmogenerado venas de ohma varmo kaj flankaj reagoj. Unue, litiaj dendritoj kreskas sur la anoda surfaco pro troa litia enkorpigo.
Termikaj senbridaj protektaj mezuroj:
En la mem-generita varmofazo por inhibicii la termikan forkuradon de la kerno, ni havas du eblojn. Unu estas plibonigi kaj ĝisdatigi la materialon de la kerno. La esenco de la termikan forkuradon ĉefe kuŝas en la stabileco de la pozitivaj kaj negativaj elektrodaj materialoj kaj la elektrolito. Estonte, ni ankaŭ bezonos fari pli grandajn progresojn en la tegaĵo de la katodaj materialoj, modifo, kongruo de homogena elektrolito kaj elektrodo, kaj plibonigo de la varmokondukteco de la kerno. Aŭ elekti elektroliton kun alta sekureco por ludi la efikon de flammalfruigilo. Due, necesas adopti efikajn termikaj-administradajn solvojn.PTC-malvarmigaĵa hejtilo/ PTC-aerhejtilo) de ekstere por subpremi la temperaturpliiĝon de litio-jona baterio, por certigi, ke la SEI-filmo de la ĉelo ne leviĝos al la dissolva temperaturo, kaj kompreneble, termika forkurigo ne okazos.
Afiŝtempo: 17-a de marto 2023
