Jinsi ya kudhibiti utoroshaji wa joto wa betri za ioni za lithiamu

1. Uzuiaji wa moto wa electrolyte

Retardants ya moto ya electrolyte ni njia nzuri sana ya kupunguza hatari ya kukimbia kwa mafuta ya betri, lakini retardants hizi za moto mara nyingi zina athari kubwa juu ya utendaji wa electrochemical wa betri za lithiamu ion, hivyo ni vigumu kutumia katika mazoezi.Ili kutatua tatizo hili, wa chuo kikuu cha California, San Diego, timu ya YuQiao [1] na mbinu ya ufungaji wa kapsuli itawasha retardant DbA (dibenzyl amine) iliyohifadhiwa ndani ya capsule ndogo, iliyotawanyika katika electrolyte, katika nyakati za kawaida hazitaathiri utendaji wa betri za lithiamu-ioni zilionekana, lakini wakati seli kutoka kwa kuharibiwa na nguvu ya nje kama vile extrusion, vidhibiti vya moto kwenye vidonge hivi vinatolewa, na kusababisha sumu ya betri na kusababisha kushindwa, na hivyo kuionya. kwa kukimbia kwa joto.Mnamo mwaka wa 2018, timu ya YuQiao [2] ilitumia tena teknolojia iliyo hapo juu, kwa kutumia ethylene glikoli na ethilinidiamini kama vizuia moto, ambavyo viliwekwa kwenye betri ya ioni ya lithiamu, na kusababisha kushuka kwa 70% kwa kiwango cha juu cha joto cha betri ya lithiamu ion wakati. mtihani wa pini, kwa kiasi kikubwa kupunguza hatari ya udhibiti wa mafuta ya betri ya ioni ya lithiamu.

Njia zilizotajwa hapo juu ni za kujiangamiza, ambayo ina maana kwamba mara tu retardant ya moto inatumiwa, betri yote ya lithiamu-ioni itaharibiwa.Hata hivyo, timu ya AtsuoYamada katika chuo kikuu cha Tokyo nchini Japani [3] ilitengeneza elektroliti inayorudisha nyuma mwali ambayo haitaathiri utendakazi wa betri za lithiamu-ion.Katika elektroliti hii, mkusanyiko wa juu wa NaN(SO2F)2(NaFSA)auLiN(SO2F)2(LiFSA) ulitumika kama chumvi ya lithiamu, na TMP ya kawaida ya trimethili ya fosfati inayorudisha moto iliongezwa kwenye elektroliti, ambayo iliboresha kwa kiasi kikubwa utulivu wa mafuta. betri ya lithiamu ion.Nini zaidi, kuongezwa kwa retardant ya moto hakuathiri utendaji wa mzunguko wa betri ya lithiamu ion.Electroliti inaweza kutumika kwa zaidi ya mizunguko 1000 (mizunguko 1200 C/5, uhifadhi wa uwezo 95%).

Sifa zinazorudisha nyuma mwali wa betri za ioni za lithiamu kupitia viungio ni mojawapo ya njia za kutahadharisha betri za ioni za lithiamu ili kupata joto bila kudhibitiwa.Watu wengine pia hupata njia mpya ya kujaribu kuonya tukio la mzunguko mfupi katika betri za lithiamu ion zinazosababishwa na nguvu za nje kutoka kwenye mizizi, ili kufikia lengo la kuondoa chini na kuondoa kabisa tukio la joto nje ya udhibiti.Kwa kuzingatia athari zinazoweza kutokea za betri za ioni za lithiamu zinazotumika, GabrielM.Veith kutoka Maabara ya Kitaifa ya Oak Ridge nchini Marekani alibuni elektroliti yenye sifa za unene wa kunyoa [4].Elektroliti hii hutumia sifa za maji yasiyo ya Newtonian.Katika hali ya kawaida, electrolyte ni kioevu.Hata hivyo, wakati inakabiliwa na athari ya ghafla, itawasilisha hali imara, kuwa na nguvu sana, na hata inaweza kufikia athari ya risasi.Kutoka kwenye mzizi, hutahadharisha hatari ya kukimbia kwa mafuta inayosababishwa na mzunguko mfupi wa betri wakati betri ya lithiamu ioni inapogongana.

2. Muundo wa betri

Ifuatayo, hebu tuangalie jinsi ya kuweka breki kwenye kukimbia kwa mafuta kutoka kwa kiwango cha seli za betri.Kwa sasa, tatizo la kukimbia kwa joto limezingatiwa katika muundo wa miundo ya betri za lithiamu ion.Kwa mfano, kwa kawaida kuna vali ya kupunguza shinikizo kwenye jalada la juu la betri ya 18650, ambayo inaweza kutoa shinikizo nyingi ndani ya betri wakati joto linapokimbia.Pili, kutakuwa na nyenzo chanya ya mgawo wa joto PTC kwenye kifuniko cha betri.Wakati joto la kukimbia la joto linapoongezeka, upinzani wa nyenzo za PTC utaongezeka kwa kiasi kikubwa ili kupunguza sasa na kupunguza kizazi cha joto.Aidha, katika muundo wa muundo wa betri moja lazima pia kuzingatia kubuni kupambana na mzunguko mfupi kati ya fito chanya na hasi, tahadhari kwa sababu ya misoperation, mabaki ya chuma na mambo mengine kusababisha betri short mzunguko, na kusababisha ajali za usalama.

Wakati muundo wa pili katika betri, lazima kutumia diaphragm iliyo salama zaidi, kama vile pore ya safu tatu ya safu ya tatu kwenye joto la juu ya diaphragm, lakini katika miaka ya hivi karibuni, pamoja na uboreshaji wa msongamano wa nishati ya betri, diaphragm nyembamba chini ya mwenendo diaphragm yenye safu tatu imepitwa na wakati, ikibadilishwa na mipako ya kauri ya diaphragm, mipako ya kauri kwa madhumuni ya usaidizi wa diaphragm, kupunguza contraction ya diaphragm kwa joto la juu, Kuboresha utulivu wa mafuta ya betri ya lithiamu ion na kupunguza hatari ya kukimbia kwa mafuta kwa betri ya ioni ya lithiamu.

3. Muundo wa pakiti ya betri ya usalama wa joto

Katika matumizi, betri za ioni za lithiamu mara nyingi huundwa na kadhaa, mamia au hata maelfu ya betri kupitia safu na unganisho sambamba.Kwa mfano, pakiti ya betri ya Tesla ModelS ina zaidi ya betri 7,000 18650.Ikiwa moja ya betri itapoteza udhibiti wa joto, inaweza kuenea kwenye pakiti ya betri na kusababisha madhara makubwa.Kwa mfano, Januari 2013, betri ya lithiamu ion ya kampuni ya Japan ya Boeing 787 ilishika moto huko Boston, Marekani.Kulingana na uchunguzi wa Bodi ya Kitaifa ya Usalama wa Uchukuzi, betri ya ioni ya lithiamu ya mraba ya 75Ah kwenye pakiti ya betri ilisababisha kukimbia kwa joto kwa betri zilizo karibu.Baada ya tukio hilo, Boeing ilitaka vifurushi vyote vya betri ziwe na hatua mpya za kuzuia kuenea kwa mafuta bila kudhibitiwa.

Ili kuzuia utoroshaji wa joto usisambae ndani ya betri za ioni za lithiamu, AllcellTechnology ilitengeneza nyenzo ya kutenganisha mafuta inayotoka nje PCC kwa betri za ioni za lithiamu kulingana na nyenzo za mabadiliko ya awamu [5].Nyenzo za PCC zilizojazwa kati ya betri ya lithiamu ion ya monoma, katika kesi ya kazi ya kawaida ya pakiti ya betri ya lithiamu ion, pakiti ya betri kwenye joto inaweza kupitishwa kwa nyenzo za PCC haraka hadi nje ya pakiti ya betri, wakati wa kukimbia kwa mafuta katika ioni ya lithiamu. betri, nyenzo ya PCC kwa kuyeyuka kwa mafuta ya taa ya ndani kuyeyuka kunyonya joto nyingi, kuzuia joto la betri kupanda zaidi, Hivyo tahadhari ya joto nje ya udhibiti katika pakiti ya betri utbredningen ndani.Katika jaribio la pinprick, hali ya joto ya betri moja kwenye pakiti ya betri yenye nyuzi 4 na 10 za pakiti 18650 za betri bila kutumia nyenzo za PCC hatimaye ilisababisha kupotea kwa joto kwa betri 20 kwenye pakiti ya betri, huku kukosekana kwa mafuta kwa moja. betri katika pakiti ya betri iliyotengenezwa kwa nyenzo za PCC haikusababisha kukimbia kwa pakiti nyingine za betri.


Muda wa kutuma: Feb-25-2022