1. Retardante de chama de electrólito
Os retardantes de chama de electrólitos son unha forma moi eficaz de reducir o risco de fuga térmica das baterías, pero estes retardantes de chama adoitan ter un grave impacto no rendemento electroquímico das baterías de iones de litio, polo que é difícil de usar na práctica.Co fin de resolver este problema, da universidade de California, San Diego, YuQiao equipo [1] co método de envasado de cápsulas será retardante de chama DbA (dibencil amina) almacenado no interior da micro cápsula, espallados no electrólito, en Os tempos normais non afectarán o rendemento das baterías de iones de litio, pero cando as células destruídas por forzas externas como a extrusión, os retardadores de chama nestas cápsulas son liberados, envenenando a batería e facendo que falle, alertando así. á fuga térmica.En 2018, o equipo de YuQiao [2] volveu utilizar a tecnoloxía anterior, utilizando etilenglicol e etilendiamina como retardantes de chama, que foron encapsulados e inseridos na batería de ións de litio, o que provocou unha caída do 70 % da temperatura máxima da batería de ións de litio durante a proba de pin pin, reducindo significativamente o risco de control térmico da batería de iones de litio.
Os métodos mencionados anteriormente son autodestruíntes, o que significa que unha vez que se use o retardador de chama, toda a batería de ión-litio será destruída.Porén, o equipo de AtsuoYamada na universidade de Tokio en Xapón [3] desenvolveu un electrólito retardante de chama que non afectará o rendemento das baterías de ión-litio.Neste electrólito, utilizouse unha alta concentración de NaN(SO2F)2(NaFSA) ou LiN(SO2F)2(LiFSA) como sal de litio e engadiuse ao electrólito un fosfato de trimetilo retardante de chama común TMP, que mellorou significativamente a estabilidade térmica. de batería de iones de litio.Ademais, a adición de retardante de chama non afectou o rendemento do ciclo da batería de iones de litio.O electrólito pódese usar durante máis de 1000 ciclos (1200 C/5 ciclos, retención de capacidade do 95%).
As características ignífugas das baterías de iones de litio a través dos aditivos son unha das formas de alertar ás baterías de iones de litio para que se quenten fóra de control.Algunhas persoas tamén atopan unha nova forma de tentar alertar da aparición de curtocircuítos nas baterías de iones de litio causados por forzas externas desde a raíz, para lograr o propósito de eliminar o fondo e eliminar completamente a aparición de calor fóra de control.En vista do posible impacto violento das baterías de iones de litio en uso, GabrielM.Veith, do Laboratorio Nacional de Oak Ridge, nos Estados Unidos, deseñou un electrólito con propiedades de espesamento por cizallamento [4].Este electrólito utiliza as propiedades dos fluídos non newtonianos.En estado normal, o electrólito é líquido.Non obstante, cando se enfronta a un impacto repentino, presentará un estado sólido, volverase extremadamente forte e mesmo pode lograr o efecto de antibalas.Desde a raíz, alerta do risco de fuga térmica causada por curtocircuítos na batería cando a batería de iones de litio choca.
2. Estrutura da batería
A continuación, vexamos como pór os freos á fuga térmica do nivel das células da batería.Na actualidade, o problema da fuga térmica considerouse no deseño estrutural das baterías de ión-litio.Por exemplo, normalmente hai unha válvula de alivio de presión na tapa superior da batería 18650, que pode liberar oportunamente a presión excesiva dentro da batería cando se evapora térmica.En segundo lugar, haberá un material de coeficiente de temperatura positivo PTC na tapa da batería.Cando a temperatura de fuga térmica aumenta, a resistencia do material PTC aumentará significativamente para reducir a corrente e reducir a xeración de calor.Ademais, no deseño da estrutura da batería única tamén debe considerar o deseño anticurtocircuíto entre os polos positivo e negativo, alerta por mor dun mal funcionamento, residuos metálicos e outros factores que provocan un curtocircuíto da batería, causando accidentes de seguridade.
Cando o segundo deseño en baterías, debe usar o diafragma máis seguro, como o poro pechado automático de composto de tres capas a alta temperatura o diafragma, pero nos últimos anos, coa mellora da densidade de enerxía da batería, o diafragma fino baixo a tendencia de O diafragma composto de tres capas quedou obsoleto gradualmente, substituído polo revestimento cerámico do diafragma, o revestimento cerámico para o soporte do diafragma, reducir a contracción do diafragma a altas temperaturas, mellorar a estabilidade térmica da batería de iones de litio e reducir o risco de fuga térmica da batería de iones de litio.
3. Deseño de seguridade térmica da batería
En uso, as baterías de iones de litio adoitan estar compostas por decenas, centos ou incluso miles de baterías mediante conexión en serie e paralelo.Por exemplo, o paquete de baterías de Tesla ModelS consta de máis de 7.000 baterías 18650.Se unha das baterías perde o control térmico, pode estenderse na batería e causar graves consecuencias.Por exemplo, en xaneiro de 2013, unha batería de iones de litio Boeing 787 dunha compañía xaponesa incendiouse en Boston, Estados Unidos.Segundo a investigación da National Transportation Safety Board, unha batería de iones de litio cadrada de 75 Ah no paquete de baterías provocou a fuga térmica das baterías adxacentes.Despois do incidente, Boeing requiriu que todos os paquetes de baterías estivesen equipados con novas medidas para evitar a propagación térmica incontrolada.
Para evitar que a fuga térmica se propague dentro das baterías de ión-litio, AllcellTechnology desenvolveu un material de illamento térmico PCC para baterías de ión-litio baseado en materiais de cambio de fase [5].Material PCC cheo entre a batería de iones de litio monómero, no caso do traballo normal da batería de iones de litio, a batería en calor pode pasar a través do material PCC rapidamente cara ao exterior da batería, cando a fuga térmica en iones de litio. As baterías, o material PCC pola súa fusión interna de cera de parafina absorben moita calor, evitan que a temperatura da batería aumente aínda máis, polo tanto, alerta para que a calor fóra de control na difusión interna da batería.Na proba de pinchazos, a fuga térmica dunha batería nun paquete de baterías formado por 4 e 10 cordas de 18650 paquetes de baterías sen o uso de material PCC provocou finalmente a fuga térmica de 20 baterías no paquete de baterías, mentres que a fuga térmica dunha A batería da batería feita de material PCC non provocou a fuga térmica doutras baterías.
Hora de publicación: 25-feb-2022