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Cause, rischi e misure preventive della combustione delle batterie

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Cause, rischi e misure preventive della combustione delle batterie

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Questo passaggio riassume il meccanismo di fuga termica e le misure preventive, che sono state applicate nella progettazione e nella produzione di tutti i sistemi di batterie. Tuttavia, nella pratica, sistemi di materiali diversi hanno caratteristiche chimiche diverse, per cui il meccanismo di fuga termica del nucleo della batteria è diverso. La progettazione di sistemi diversi porterà anche a rischi diversi a livello di sistema e a soluzioni diverse.

Tra questi, l'esplosione è il sistema di batterie di potenza più comunemente dannoso, causato dall'impatto, è più grave, non solo causerà perdite di proprietà e danni ambientali, o addirittura causare lesioni personali o pericolo di vita.

Le possibili cause di combustione o esplosione di un sistema di batterie elettriche sono:

La reazione laterale esotermica della batteria di potenza (cella) porta a una fuga termica e incendia l'elettrolita e altre sostanze combustibili;

1. La resistenza di connessione locale del circuito ad alta tensione del sistema di batterie di potenza è troppo grande e quando una grande corrente lo attraversa, la temperatura sale fino alla temperatura del punto di accensione, incendiando il materiale combustibile all'interno del sistema di batterie di potenza.

2. Cortocircuito esterno: l'esplosione da combustione causata dal cortocircuito esterno della batteria inferiore a 1Ah non è comune. La combustione è causata dal cortocircuito esterno della batteria di alimentazione o della batteria di un telefono cellulare di grande capacità. Alcuni utenti utilizzano erroneamente batterie - isolamento metallico dell'orecchio esterno, non considerano quando il fumo apparirà sulla scena della batteria installata, la combustione di una situazione anomala, la struttura della batteria di alimentazione misure fisse anche guasti comuni (mal considerato), nel processo di utenti, la batteria pacchetto batteria esterno isolamento film protettivo danni causati dal ondeggiamento o cavi danneggiati pelle, alla fine portare a corto circuito bruciare, La temperatura interna del sistema di batteria di alimentazione continua a salire, raggiungendo la temperatura del punto di accensione, accendendo il materiale combustibile interno.

3. Cortocircuito interno: difetti di struttura o di processo portano all'inserimento dell'orecchio polare, troppo poco diaframma in eccesso, bava, ecc. L'inserimento dell'orecchio polare si verifica spesso nella struttura della batteria posteriore e del parallelo interno, l'isolamento dell'orecchio polare non è in posizione, ed è facile che porti a un cortocircuito acuto interno e alla combustione o all'esplosione nella successiva piastra di protezione del prodotto o nel processo di utilizzo, ma ora questa situazione è relativamente rara, oltre ai fattori di forza esterni.

Batteria

In base all'analisi dell'uso dei veicoli elettrici, la probabilità che si verifichi la prima situazione è alta e anche il coefficiente di rischio è elevato. La fuga termica causata dalla reazione laterale esotermica della cella della batteria è la causa principale della combustione o dell'esplosione del sistema di batterie di alimentazione.

Le principali reazioni esotermiche nelle batterie agli ioni di litio sono:

L'intervallo di temperatura della decomposizione del film ESI è 90~120℃.

La temperatura di reazione dell'elettrodo negativo e dell'elettrolita supera i 120℃;

La temperatura di decomposizione dell'elettrolita è di circa 200℃;

La reazione tra l'elettrodo positivo e l'elettrolita è accompagnata dalla decomposizione dell'elettrodo positivo e dalla precipitazione di ossigeno. L'intervallo di temperatura è 180~500℃.

L'elettrodo negativo reagisce con il legante a circa 240 gradi.

Il core thermal runaway (combustione, esplosione) è la causa principale della reazione laterale esotermica all'interno della cella che porta all'accumulo di calore, il tasso di scambio termico esterno della cella è inferiore al tasso di accumulo di calore, la temperatura continua a salire, direttamente alla temperatura del punto di accensione, causando combustione ed esplosione.

Il processo termico all'interno della cella segue la conservazione dell'energia: Qp = Qe + Qa

Nella formula, Qp è il calore generato da varie reazioni negative all'interno della cellula, Qe è il calore scambiato tra la cellula e l'ambiente, cioè la dissipazione del calore, e Qa è il calore assorbito e accumulato dalla telecom stessa. Se QE ≥ QP, QA è negativo o nullo, la temperatura all'interno della cella non aumenterà e non si verificherà il fenomeno della fuga termica.

Dall'analisi precedente si evince che se la reazione laterale esotermica all'interno della cella non può essere bloccata, la temperatura all'interno della telecomunicazione aumenterà fino a quando non si verificherà l'evento di fuga termica.

Se si vuole ridurre il rischio di esplosione delle batterie, è possibile adottare le seguenti misure:

1. Adottare le misure di protezione necessarie per ridurre la probabilità che si verifichino fattori esterni improvvisi. Ad esempio, selezionare apparecchiature professionali per condurre test professionali sulle batterie, come sovraccarico, sovrascarico, surriscaldamento, cortocircuito, estrusione, perforazione e così via. Tra questi, si consiglia di utilizzare il tester di carica e scarica della batteria per testare la sovraccarica e la sovrascarica della batteria. Per il test di cortocircuito della batteria si consiglia di utilizzare il tester interno ed esterno della batteria; per l'estrusione e la perforazione della batteria si consiglia di utilizzare una macchina di prova ad aghi. Naturalmente, in base alle diverse dimensioni della batteria, è necessario scegliere la dimensione appropriata della macchina di prova della batteria, se il test del pacco batteria deve utilizzare la macchina di prova della batteria walk-in.

2. Bloccare il processo di feedback positivo delle reazioni laterali esotermiche, ad esempio utilizzando il processo di fusione Bunding nel modulo PACK o aggiungendo materiale PTC tra gli elettrodi positivi e negativi e il collettore di fluidi;

3. Ridurre il calore generato dalle reazioni collaterali esotermiche, come la scelta del materiale catodico litio-ferro-fosfato, la modifica della composizione del solvente organico dell'elettrolita, ecc;

4, migliorare la temperatura del punto di accensione, come l'aggiunta di materiali ritardanti di fiamma nell'elettrolita, la scelta del diaframma ceramico, ecc;

5, migliorare la capacità di dissipazione del calore, evitare l'accumulo di calore, come la batteria Lilang che utilizza un efficiente design di raffreddamento a liquido, ci sono soluzioni individuali per l'intera batteria, immersa nel liquido di raffreddamento.

Il meccanismo di fuga termica e le misure preventive sopra riassunte sono state implementate nella progettazione e nella produzione di tutti i sistemi di batterie. Tuttavia, nella pratica, sistemi di materiali diversi hanno caratteristiche chimiche diverse, per cui il meccanismo di fuga termica del nucleo della batteria è diverso. I diversi progetti di sistema porteranno anche a diversi rischi e soluzioni a livello di sistema.

Infine, GDBELL è uno dei principali produttori di camere di prova ambientali e fornitori di apparecchiature per il collaudo delle batterie; ci concentriamo sulle camere di prova da più di 15 anni, tutte le camere di prova sono direttamente in fabbrica, a prezzi accessibili e i prodotti possono essere personalizzati.