Hoxe en día, varias empresas automobilísticas empregan baterías de litio a grande escala nas baterías de enerxía, e a densidade de enerxía é cada vez maior, pero a xente aínda se preocupa pola seguridade das baterías de enerxía, e non é unha boa solución para a seguridade das baterías. A fuga térmica é o principal obxecto de investigación da seguridade das baterías de enerxía e paga a pena centrarse nela.
Primeiro de todo, entendamos que é o fugamento térmico. O fugamento térmico é un fenómeno de reacción en cadea desencadeado por varios factores desencadeantes, que resulta nunha gran cantidade de calor e gases nocivos emitidos pola batería nun curto período de tempo, o que pode incluso provocar que a batería se incendie e explote en casos graves. Hai moitas razóns para a aparición de fugamento térmico, como o sobrequecemento, a sobrecarga, o curtocircuíto interno, a colisión, etc. O fugamento térmico da batería adoita comezar coa descomposición da película SEI negativa na cela da batería, seguida da descomposición e fusión do diafragma, o que resulta no eléctrodo negativo e o electrolito, seguido da descomposición tanto do eléctrodo positivo como do electrolito, o que provoca un curtocircuíto interno a grande escala, facendo que o electrolito se queime, que logo se propaga a outras celas, causando unha fuga térmica grave e permitindo que toda a batería produza unha combustión espontánea.
As causas da fuxida térmica pódense dividir en internas e externas. As causas internas adoitan deberse a curtocircuítos internos; as causas externas, a abuso mecánico, abuso eléctrico, abuso térmico, etc.
Un curtocircuíto interno, que é un contacto directo entre os terminais positivo e negativo da batería, varía moito no grao de contacto e na reacción posterior desencadeada. Normalmente, un curtocircuíto interno masivo causado por abuso mecánico e térmico desencadeará directamente un embalamento térmico. Pola contra, os curtocircuítos internos que se desenvolven por si sós son relativamente menores e a calor que xera é tan pequena que non desencadea inmediatamente un embalamento térmico. O autodesenvolvemento interno adoita incluír defectos de fabricación, deterioración de diversas propiedades causadas polo envellecemento da batería, como o aumento da resistencia interna, depósitos de metal de litio causados por un mal uso leve a longo prazo, etc. A medida que se acumula o tempo, o risco de curtocircuíto interno causado por tales causas internas aumentará gradualmente.
O abuso mecánico refírese á deformación do monómero da batería de litio e do paquete de baterías baixo a acción dunha forza externa e ao desprazamento relativo de diferentes partes del mesmo. As principais formas de agresión contra a célula eléctrica inclúen colisión, extrusión e perforación. Por exemplo, un obxecto alleo tocado polo vehículo a alta velocidade provoca directamente o colapso do diafragma interno da batería, o que á súa vez provoca un curtocircuíto dentro da batería e desencadea unha combustión espontánea nun curto período de tempo.
O abuso eléctrico das baterías de litio xeralmente inclúe curtocircuíto externo, sobrecarga e sobredescarga de diversas formas, que son moi propensas a desenvolverse como fuga térmica ou sobrecarga. O curtocircuíto externo ocorre cando dous condutores con presión diferencial están conectados fóra da cela. Os curtocircuítos externos nos paquetes de baterías poden deberse á deformación causada por colisións de vehículos, inmersión en auga, contaminación de condutores ou descarga eléctrica durante o mantemento. Normalmente, a calor liberada dun curtocircuíto externo non quenta a batería, a diferenza dunha perforación. A conexión importante entre un curtocircuíto externo e a fuga térmica é a temperatura que alcanza o punto de sobrequecemento. É cando a calor xerada polo curtocircuíto externo non se pode disipar ben que a temperatura da batería aumenta e a alta temperatura desencadea a fuga térmica. Polo tanto, cortar a corrente de curtocircuíto ou disipar o exceso de calor son formas de inhibir que o curtocircuíto externo produza máis danos. A sobrecarga, debido á súa carga de enerxía, é un dos maiores perigos do abuso eléctrico. A xeración de calor e gas son dúas características comúns do proceso de sobrecarga. A xeración de calor provén da calor óhmica e das reaccións secundarias. En primeiro lugar, as dendritas de litio medran na superficie do ánodo debido á excesiva incrustación de litio.
Medidas de protección contra a fuga térmica:
Na fase de calor autoxerada para inhibir a fuga térmica do núcleo, temos dúas opcións. Unha é mellorar e actualizar o material do núcleo. A esencia da fuga térmica reside principalmente na estabilidade dos materiais dos eléctrodos positivos e negativos e do electrolito. No futuro, tamén necesitaremos facer maiores avances no revestimento do material do cátodo, a modificación, a compatibilidade do electrolito homoxéneo e o eléctrodo e mellorar a condutividade térmica do núcleo. Ou elixir o electrolito con alta seguridade para desempeñar o efecto de retardante de chamas. En segundo lugar, é necesario adoptar solucións eficientes de xestión térmica.Calentador de refrixeración PTC/ Quentador de aire PTC) desde o exterior para suprimir o aumento de temperatura da batería de ións de litio, de xeito que se garanta que a película SEI da cela non suba á temperatura de disolución e, por suposto, que non se produza fuga térmica.
Data de publicación: 17 de marzo de 2023
