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Runaway termico della batteria agli ioni di litio di potenza
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Runaway termico della batteria agli ioni di litio di potenza
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Evoluzione del litio durante la carica della batteria e controllo della carica veloce
Attraverso il test, si è scoperto che ci sarà un'ovvia precipitazione di litio quando la batteria viene caricata velocemente. Attraverso lo studio del meccanismo di evoluzione del litio, si è scoperto che il processo completo di evoluzione del litio include la precipitazione del litio e la reincorporazione sulla superficie dell'elettrodo negativo durante la carica della batteria. Il processo di precipitazione si forma dopo che l'elettrodo negativo ha un potenziale zero. Dopo che la batteria smette di caricarsi, il potenziale tornerà al di sopra del potenziale zero. In questo momento, sarà nuovamente incorporato. Allora tutto il litio reversibile sarà completamente dissolto e l'elettrodo negativo non reagirà più.
Regolando la corrente di carica per rendere la differenza di potenziale vicina allo zero, si può realizzare la carica veloce senza precipitazione di litio.
Cortocircuito nella batteria e gestione della batteria
Il cortocircuito interno è un collegamento comune della fuga termica della batteria. Diversi tipi di cortocircuito interno possono verificarsi per una varietà di motivi, tra cui la deformazione meccanica, l'estrusione, lo strappo, la rottura del diaframma, il sovraccarico e lo scarico e il surriscaldamento estremo. Un cortocircuito interno più pericoloso è il cortocircuito interno autoindotto, come l'incidente del Boeing 787, che si verifica a causa dell'evoluzione cumulativa delle impurità e delle particelle introdotte nel processo di fabbricazione dopo il funzionamento a lungo termine.
Il cortocircuito interno è un fenomeno difficile da riprodurre nel test. Una varietà di metodi di prova alternativi dovrebbe essere sviluppata. Abbiamo inventato un nuovo metodo di prova alternativo per simulare il rilevamento del cortocircuito interno. La chiave è di impiantare l'elemento di innesco di cortocircuito interno in lega speciale di memoria con struttura a punta nella batteria, aumentare la temperatura per far inclinare la struttura a punta e perforare il diaframma per simulare il processo di cortocircuito interno.
Attraverso questo test, si scopre che i tipi importanti di cortocircuito interno includono rame alluminio, rame positivo, alluminio negativo e circuiti negativi positivi. Alcuni di loro sono immediatamente fuori controllo, come il contatto tra l'alluminio e l'elettrodo negativo; Il contatto tra l'elettrodo positivo e l'elettrodo negativo generalmente non causa la fuga termica; Il rischio di contatto di alluminio e rame è anche relativamente alto, ma non porta necessariamente al corto circuito interno immediatamente.
La cosa più importante nel test è la fusione della posizione di cortocircuito interno, che può portare alla terminazione dell'intero cortocircuito interno o al cortocircuito interno più grave.
Pertanto, è necessario analizzare vari parametri che influenzano questa fusione. Decomponiamo e riassumiamo in modo completo l'intero processo di evoluzione del cortocircuito interno. Su questa base, proponiamo che per proteggersi dalla fuga termica, è necessario testare il cortocircuito interno nella fase iniziale.
Uno dei metodi da analizzare è il metodo di prova del cortocircuito interno del pacco batterie in serie, che deve essere diagnosticato in base alla differenza di consistenza.
Naturalmente, solo il test di cortocircuito interno non è sufficiente. È possibile realizzare il preallarme del cortocircuito interno e del runaway termico solo gestendo in modo completo il sovraccarico, la scarica eccessiva e il SOP. Questa è una nuova generazione di sistema di gestione della batteria, che è una stima dello stato a tutto tondo e un test di guasto con la sicurezza come nucleo.
Runaway termico e design termico della singola cella
Molti cambiamenti hanno avuto luogo nei materiali del diaframma. Da PE, PP, PE + ceramica a pet, la temperatura resistente al calore del diaframma è stata molto alta, che può raggiungere 300 ℃; Allo stesso tempo, la temperatura di rilascio dell'ossigeno dei materiali catodici sta gradualmente diminuendo dai primi LFP a ncm111, ncm523, ncm622 e ncm811.
Con i cambiamenti di queste due tecnologie, anche il meccanismo di fuga termica sta cambiando. La maggior parte delle prime batterie erano fuori controllo a causa di un cortocircuito interno su larga scala causato dal collasso del diaframma, ma il meccanismo del fuori controllo termico del diaframma ad alta temperatura attualmente utilizzato dotato di batteria agli ioni di litio di potenza positiva 811 è cambiato, e il rilascio di ossigeno del materiale positivo è diventato la causa principale del calore fuori controllo.
I risultati del test affermano che se il diaframma è completamente rimosso e l'elettrolito è drenato senza cortocircuito interno, si verifica ancora la fuga termica. Quando le polveri positive e negative sono mescolate per il rilevamento, ci sarà un violento picco esotermico.
Diffusione termica e gestione termica del sistema di batterie
Se tutti i metodi precedenti falliscono, dovremmo considerare il problema dal punto di vista dell'intero sistema. Per esempio, se una violenta collisione o il telaio è perforato da sostanze taglienti, la fuga termica si verificherà di tanto in tanto. Questa fuga termica può essere gestita solo a livello di sistema.
In primo luogo, il processo di diffusione del runaway termico viene rilevato, ed è chiaro che il runaway termico si verifica uno per uno.
In secondo luogo, la diffusione termica dei moduli paralleli della batteria è rilevata, e la caratteristica unica della diffusione di fuga termica dei moduli paralleli è trovata, cioè, caduta di tensione a forma di V a più stadi; Quando il modulo della batteria del veicolo reale non è trattenuto, l'espansione di fuga termica può mostrare un effetto di accelerazione nel modulo della batteria e finalmente conduce alla combustione e all'esplosione violente dell'intero modulo.
In terzo luogo, vengono rilevate le caratteristiche della valvola a getto a fuga termica. Nella bomba a combustione chiusa a volume costante, l'intero processo del getto a fuga termica viene registrato con una telecamera ad alta velocità. Dal rilevamento, si scopre che il flusso di eruzione presenta le caratteristiche di coesistenza trifase di gas liquido solido, in cui la velocità di eruzione del gas è alta come 137m / s.
Su questa base, viene effettuata la progettazione della soppressione della diffusione del calore, compresa la progettazione dell'isolamento termico e la progettazione della dissipazione del calore. La progettazione dell'isolamento termico consiste nell'utilizzare diversi materiali di isolamento termico per proteggere la diffusione del calore dei moduli, e la progettazione della dissipazione del calore consiste nel sopprimere la diffusione del calore con diversi flussi di raffreddamento del liquido.
Nel sistema generale della batteria, l'isolamento termico e la dissipazione del calore possono occuparsi del processo di diffusione del calore da soli, ma nel nuovo sistema della batteria, l'isolamento termico e la dissipazione del calore dovrebbero essere combinati per inibire la diffusione del calore, che è la cosiddetta tecnologia firewall.
La tecnologia di diffusione del calore è stata utilizzata nella formulazione degli standard internazionali. Attualmente, non c'è uno standard unificato di diffusione del calore nel mondo. La Cina introdurrà presto uno standard di diffusione del calore. La diffusione del calore è l'ultima linea di difesa che porta agli incidenti di sicurezza. Dobbiamo prenderci cura di quest'ultima linea di difesa, e sforzarci di promuovere l'esperienza pertinente della Cina al mondo e diventare una legge e un regolamento globale.
DGBELL ha studiato la camera di prova della batteria per più di 15 anni e ha innumerevoli esperienze nel settore. La macchina di prova di fuga termica per la batteria agli ioni di litio di potenza è solo uno dei nostri prodotti. Possiamo anche personalizzare secondo i vostri prodotti. Soddisferemo il vostro bisogno e lasciateci appena sapere.