Instabilità termica della batteria al litio causata dalla penetrazione dei chiodi – Parte 2

Instabilità termica della batteria al litio causata dalla penetrazione dei chiodi – Parte 2

3.Confronto e analisi di penetrazione delle unghie prova di fuga termica

Confrontando i risultati dei sei gruppi di test, le batterie erano danneggiate, ma la gravità dei test era diversa. In base alle diverse caratteristiche sperimentali, le caratteristiche sperimentali della penetrazione del chiodo possono essere suddivise in tre categorie.

Categoria I: Ad esempio, le batterie del Gruppo 1 e del Gruppo 5 scaricano solo elettrolita, senza fumo ed esplosioni;

Classe II: ad esempio, sebbene la batteria del Gruppo 3 e del Gruppo 6 non sia esplosa, una piccola quantità di fumo ed elettrolito è stata emessa dalla valvola limitatrice di pressione della batteria;

Categoria III: ad esempio, nei test del gruppo 2 e del gruppo 3 la batteria è esplosa e ha prodotto una grande quantità di fumo, che ha causato gravi danni. Si è riscontrato che il risultato della fuga termica causata dalla penetrazione dei chiodi è più casuale, ma ha causato gravi danni alla batteria.

Nei risultati del primo tipo di test, la batteria non presenta cambiamenti evidenti dopo che la puntura è appena penetrata nella batteria. Dopo un certo periodo di tempo, l'elettrolito ha iniziato a fuoriuscire lentamente, accompagnato da un odore pungente, e l'elettrolito è fuoriuscito dopo che la batteria è stata forata. Nel primo gruppo di test e nel quinto gruppo di test, circa 120 e 80 secondi dopo la perforazione della batteria, è stato possibile vedere l'elettrolito accumulato. Successivamente, man mano che il test procedeva, la temperatura continuava a salire e la pellicola di plastica della batteria attorno alla baionetta si scioglieva. L'elettrolito stesso è corrosivo e distruggerà gli oggetti attorno alla batteria. Se l'elettrolito scorre nel pacco batteria, la conduttività dell'elettrolito causerà anche un cortocircuito esterno di altre batterie.

La tensione degli aghi del gruppo 1 e del gruppo 5 è scesa rapidamente dopo aver penetrato la batteria, quindi è scesa lentamente fino a 0 V in continua fluttuazione. La temperatura superficiale della batteria nel gruppo 1 e nel gruppo 5 è aumentata rapidamente dopo la penetrazione del chiodo. Il punto di misurazione della temperatura sulla superficie della batteria nei due gruppi di test ha raggiunto 90~100 ℃, quindi ha iniziato a diminuire, ma la temperatura della batteria nel quinto gruppo di test è diminuita più velocemente di quella del primo gruppo di test .

Per il secondo tipo di risultati, il quarto gruppo di test e il sesto gruppo di test, la batteria ha prodotto una piccola quantità di fumo e ha scaricato l'elettrolito. Ad esempio, nel quarto gruppo di test, il fumo è stato espulso dalla posizione forata sul fondo della batteria 9 secondi dopo la penetrazione della baionetta nella batteria. Rispetto al quarto gruppo di test, la batteria del sesto gruppo di test ha emesso una piccola quantità di fumo ed elettrolita 24 secondi dopo la penetrazione del chiodo nella batteria. Nel quarto e nel sesto gruppo di test, il tempo necessario alla batteria per emettere fumo non deve superare i 5 secondi. In questi due gruppi di test, la tensione della batteria è scesa rapidamente dopo essere stata forata ed è scesa a 0 V entro 90 s.

Nei due gruppi di test, il punto di misurazione della temperatura sulla superficie della batteria ha raggiunto il valore massimo tra 80 e 110 secondi dopo la penetrazione del chiodo, che generalmente era compreso tra 110 e 130 ℃, e poi la temperatura è diminuita lentamente. Rispetto al primo tipo di test, la tensione della batteria nel secondo tipo di test è scesa più velocemente e la temperatura superficiale della batteria era più alta, il che indica che il secondo tipo di test ha prodotto più calore di reazione, calore joule e calore di polarizzazione, e il il fumo emesso ha mostrato più calore di reazione laterale.

Nel terzo tipo di test, il secondo e il terzo gruppo di test hanno prodotto esplosioni molto gravi. Il secondo gruppo di test ha iniziato a emettere fumo 3 secondi dopo essere stato perforato e si è potuto sentire il suono dell'esplosione e altro fumo 5 secondi dopo. Quindi la batteria ha continuato a emettere fumo e l'elettrolito è immediatamente esploso e si è schizzato sulla parete interna della camera di prova. Per il terzo gruppo di test, la batteria non è cambiata entro 15 secondi dalla perforazione e ha iniziato a emettere una piccola quantità di fumo. 34 secondi dopo la perforazione della batteria, la batteria è esplosa improvvisamente violentemente, la camera di prova si è riempita istantaneamente di fumo e l'elettrolita si è schizzato sulla parete interna della camera di prova.

Nel test di penetrazione dei chiodi del secondo e terzo gruppo, la variazione della tensione della batteria è diminuita rapidamente dopo la perforazione ed è scesa a 0 V entro 30 secondi dalla perforazione. La temperatura superficiale del secondo e terzo gruppo di batterie è aumentata rapidamente dopo la penetrazione del chiodo. Nei due gruppi di test, tra 50 e 150 secondi dopo la penetrazione del chiodo, la temperatura della superficie della batteria ha raggiunto il valore massimo compreso tra 160 e 200 ℃, per poi diminuire lentamente. Si può notare che quanto più intensa è la reazione della batteria dopo la penetrazione del chiodo, tanto maggiore è la temperatura che può essere raggiunta. Tra i tre tipi di test, la tensione della batteria nel terzo tipo di test è scesa più velocemente e la temperatura è aumentata di più, quindi il calore di reazione, il calore di coke e il calore di polarizzazione hanno generato la maggior parte, mentre la reazione di fuga termica nel terzo tipo di test Il test è stato il più severo, indicando che il terzo tipo di test ha prodotto la maggior quantità di calore di reazione laterale.

Attraverso l'analisi dei tre tipi di risultati dei test precedenti, si può scoprire che l'influenza della penetrazione del chiodo sulla forte fuga termica della batteria cilindrica al litio ferro fosfato ha una certa casualità e la causa della casualità è correlata all'interfaccia di contatto casuale formatosi dopo la foratura della batteria. Il buon contatto tra l'ago e l'unità elettrodo all'interno della batteria, nonché il numero di unità elettrodo che partecipano alla scarica dopo la perforazione della batteria, causeranno diverse gravi situazioni di fuga termica. Si può vedere che una volta che la batteria viene danneggiata dalla penetrazione dei chiodi, non solo danneggerà la batteria stessa, ma influenzerà anche gli oggetti attorno alla batteria se la batteria esplode.

4.Conclusion

In questo articolo, alla temperatura ambiente iniziale di 20 ℃ Con un ago in acciaio al tungsteno da Φ 5 mm, sono stati eseguiti sei gruppi di test con ago sulla batteria cilindrica al ferro fosfato di litio 32650 nello stato di carica completa (SOC-1) per osservare i cambiamenti della tensione della batteria e della temperatura superficiale durante l'ago. Secondo i risultati del test, si può constatare che il grave fuga termica causato dalla penetrazione del chiodo è casuale e l'interfaccia di contatto casuale tra l'ago e l'unità elettrodo danneggiata porta alla casualità della grave fuga termica. Le caratteristiche corrispondenti della batteria termica includono il deflusso dell'elettrolita, l'emissione di fumo e l'esplosione.

Dopo shavasana, sedersi in silenzio; saluti; penetrazione delle unghie, la tensione della batteria scenderà a 0 V. La tensione della batteria che fuoriesce solo dall'elettrolito diminuirà lentamente, mentre la tensione della batteria che esplode o emette fumo diminuirà rapidamente. La penetrazione dei chiodi farà aumentare la temperatura della batteria. Quanto più intensa è la reazione termica della batteria, tanto più veloce e elevato aumenterà la temperatura. Il danno alla batteria al litio ferro fosfato causato dalla penetrazione dei chiodi è fatale. Si suggerisce che in futuro la ricerca, lo sviluppo e l'uso della batteria, il design della struttura cilindrica della batteria dovrebbe essere in grado di prevenire la penetrazione dei chiodi, o la penetrazione dei chiodi non danneggia, e anche l'esterno della batteria dovrebbe essere protetto per prevenire la batteria dall'essere forato.