1. Электролиттин жалындан сактагычы
Электролиттик оттон сактагычтар батареялардын термикалык качып кетүү коркунучун азайтуунун абдан эффективдүү жолу болуп саналат, бирок бул жалындан сактагычтар көбүнчө литий-иондук батарейкалардын электрохимиялык көрсөткүчтөрүнө олуттуу таасирин тийгизет, ошондуктан аны иш жүзүндө колдонуу кыйын. Бул көйгөйдү чечүү үчүн Калифорния университетинин ЮЦяо командасы [1] капсулаларды таңгактоо ыкмасы менен микро капсуланын ички бөлүгүндө сакталган, электролиттин ичинде чачырап кеткен отко чыдамдуу DbA (дибензил амин) ды чыгарышат. Кадимки убакыттар литий-иондук батарейкалардын иштешине эч кандай таасир этпейт, бирок клеткалар экструзия сыяктуу тышкы күч тарабынан жок кылынганда, бул капсулалардагы жалынга каршы заттар бошотулуп, батареяны ууландырат жана анын иштебей калышына алып келет, ошону менен аны эскертет. термикалык качууга. 2018-жылы YuQiao командасы [2] кайрадан жогорудагы технологияны колдонуп, этиленгликолду жана этилендиаминди жалындан сактагычтар катары колдонуп, капсулдалып, литий-иондук батареяга киргизилген, натыйжада литий-иондук батареянын максималдуу температурасы 70% төмөндөгөн. пин пин сыноо, олуттуу литий-иондук батареянын жылуулук башкаруу коркунучун азайтат.
Жогоруда айтылган ыкмалар өзүн-өзү жок кылуучу болуп саналат, башкача айтканда, жалындан сактагыч колдонулгандан кийин, бүт литий-иондук батарейка жок кылынат. Бирок, Япониянын Токио университетиндеги АтсуоЯмаданын командасы [3] литий-иондук батарейкалардын иштешине таасирин тийгизбей турган отко чыдамдуу электролиттерди ойлоп табышты. Бул электролитте литий тузу катары NaN(SO2F)2(NaFSA) orLiN(SO2F)2(LiFSA) жогорку концентрациясы колдонулган жана электролитке жалпы отко чыдамдуу триметилфосфат TMP кошулган, бул жылуулук туруктуулугун бир топ жакшырткан. литий-иондук батарейканын. Андан тышкары, жалындан сактагычтын кошулушу литий-иондук батарейканын циклинин иштешине таасирин тийгизген жок. Электролитти 1000 циклден ашык колдонууга болот (1200 C/5 цикл, 95% кубаттуулукту сактоо).
Кошумчалар аркылуу литий-иондук батарейкалардын отко чыдамдуу мүнөздөмөлөрү литий-иондук батарейкаларды көзөмөлдөн чыгып ысытуу үчүн эскертүүнүн жолдорунун бири болуп саналат. Кээ бир адамдар, ошондой эле түбүн алып салуу максатына жетүү жана толугу менен көзөмөлдөн тышкаркы жылуулук пайда жок кылуу үчүн, тамырдан тышкы күчтөр менен шартталган литий-иондук батарейкалардын кыска туташуу пайда болушун эскертүү үчүн аракет кылуу үчүн жаңы жолду табат. Колдонулуп жаткан кубаттуу литий-иондук батарейкалардын мүмкүн болгон зордук-зомбулук таасирин эске алуу менен, Америка Кошмо Штаттарындагы Oak Ridge улуттук лабораториясынан ГабриэлМ.Вейт кесүү коюулануучу касиеттери бар электролитти иштеп чыккан [4]. Бул электролит Ньютондук эмес суюктуктардын касиеттерин колдонот. Кадимки абалда электролит суюк. Бирок, капыстан соккуга кабылганда, ал катуу абалга келип, өтө күчтүү болуп, ал тургай ок өтпөс эффектке жетише алат. Түпкүлүгүнөн, ал кубаттуу литий-иондук батарейка кагылышканда, батареянын кыска туташуусунан келип чыккан жылуулук качуу коркунучун эскертет.
2. Батареянын түзүлүшү
Андан кийин, келгиле, батареянын клеткаларынын деңгээлинен термикалык качууга тормозду кантип коюуну карап көрөлү. Азыркы учурда литий-иондук батарейкалардын структуралык долбоорунда термикалык качуу маселеси каралып жатат. Мисалы, адатта, 18650 батареянын үстүнкү капкагында басымды азайтуучу клапан бар, ал термикалык качканда батареянын ичиндеги ашыкча басымды өз убагында чыгара алат. Экинчиден, батареянын капкагында оң температура коэффициенти материалдык PTC болот. Жылуулук качкан температура көтөрүлгөндө, PTC материалынын каршылыгы токтун күчүн азайтып, жылуулуктун пайда болушун азайтат. Мындан тышкары, бир аккумулятордун түзүмүн долбоорлоодо, ошондой эле оң жана терс уюлдардын ортосундагы кыска туташууга каршы дизайнды, туура эмес иштөөдөн, металл калдыктарынан жана башка факторлордон улам, батареянын кыска туташуусуна алып келип, коопсуздук кырсыктарын пайда кылууну эске алуу керек.
Батареялардагы экинчи дизайнда диафрагманы, мисалы, жогорку температурада үч катмарлуу композиттин автоматтык жабык тешикчеси сыяктуу коопсузураак диафрагманы колдонуу керек, бирок акыркы жылдарда аккумулятордун энергия тыгыздыгынын жакшырышы менен ичке диафрагма тенденциясына жараша болот. үч катмарлуу курама диафрагма акырындык менен эскирип, диафрагманы керамикалык каптоо менен алмаштырылды, диафрагманы колдоо максатында керамикалык каптоо, диафрагманын жогорку температурада жыйрылышын азайтуу, литий-иондук батареянын жылуулук туруктуулугун жогорулатуу жана коркунучун азайтуу литий-иондук батареянын жылуулук качышы.
3. Батарея пакетинин жылуулук коопсуздук дизайны
Колдонууда литий-иондук батарейкалар көбүнчө ондогон, жүздөгөн, атүгүл миңдеген батарейкалардан сериялык жана параллелдүү туташуу аркылуу түзүлөт. Мисалы, Tesla ModelSтин батарейка пакети 7000ден ашык 18650 батарейкадан турат. Эгер батарейкалардын бири жылуулук көзөмөлүн жоготсо, ал батареянын пакетине жайылып, олуттуу кесепеттерге алып келиши мүмкүн. Маселен, 2013-жылдын январында АКШнын Бостон шаарында япониялык компаниянын Boeing 787 литий-иондук батареясы күйүп кеткен. Транспорт коопсуздугу боюнча улуттук кеңештин иликтөөсүнө ылайык, аккумулятор топтомундагы 75Ач чарчы литий-иондук батарейка жанындагы батарейкалардын термикалык качуусуна себеп болгон. Окуядан кийин Boeing батарейканын бардык топтомдорун көзөмөлдөнбөгөн жылуулук таралышына жол бербөө үчүн жаңы чаралар менен жабдылышын талап кылды.
Термикалык качуунун литий-иондук батарейкалардын ичине жайылып кетүүсүнө жол бербөө үчүн AllcellTechnology фазаны өзгөртүү материалдарынын негизинде литий-иондук батарейкалар үчүн PCC жылуулук изоляциялоочу материалды иштеп чыкты [5]. Литий-иондук батарейканын мономеринин ортосуна толтурулган PCC материалы, литий-иондук батарейканын таңгагы нормалдуу иштеген учурда, ысыкта батарея пакети литий-иондо термикалык качканда PCC материалы аркылуу батареянын кутусунун сыртына тез өтүшү мүмкүн. Батареялар, PCC материалы өзүнүн ички парафин момунун эриши менен көп жылуулукту сиңирип алат, батареянын температурасынын андан ары көтөрүлүшүнө жол бербейт, Ошентип, батареянын таңгагындагы ички диффузиядан ысытууну эскертет. Pinprick сынагында, PCC материалын колдонбостон, 4 жана 10 сап 18650 батарея топтомдорунан турган батарейканын бир батарейкасынын термикалык качышы акыры аккумулятордун топтомундагы 20 батарейканын, ал эми биринин термикалык качып кетишине алып келди. PCC материалынан жасалган батарейка таңгагындагы батарейка башка батарейка топтомдорунун термикалык качуусуна алып келген жок.
Посттун убактысы: 25-февраль-2022