1. Elektrolitoaren suaren aurkakoa
Elektrolito-sugar-iragantzaileak baterien ihes termikoen arriskua murrizteko oso modu eraginkorra da, baina su-iragantzaile hauek sarritan eragin handia dute litio-ioizko baterien errendimendu elektrokimikoan, eta, beraz, zaila da praktikan erabiltzea. Arazo hau konpontzeko, Kaliforniako Unibertsitateko, San Diego, YuQiao taldeko [1] kapsulak ontziratzeko metodoarekin, mikro kapsularen barnealdean gordetako DbA (dibenzil amina) suaren atzerapena egingo du, elektrolitoan sakabanatuta. Garai arruntek ez dute litio ioizko baterien errendimenduan eraginik izango, baina kanpo-indarraren ondorioz zelulak suntsitzen ez direnean, hala nola estrusioa, kapsula hauetako suaren atzeragarriak askatzen dira, bateria pozoituz eta huts egitea eraginez, horrela ohartaraziz. ihes termikora. 2018an, YuQiao-ren taldeak [2] goiko teknologia erabili zuen berriro, etilenglikola eta etilendiamina suaren atzeratzaile gisa erabiliz, litio ioietako baterian kapsulatu eta sartu zirenak, litio ioiaren bateriaren tenperatura maximoaren % 70 jaitsi zen bitartean. pin pin proba, litio ioi bateriaren kontrol termikoaren arriskua nabarmen murrizten du.
Goian aipatutako metodoak autosuntsitzen dira, hau da, behin suaren aurkakoa erabilita, litio-ioizko bateria osoa suntsitu egingo da. Hala ere, Japoniako Tokioko unibertsitateko AtsuoYamadaren taldeak [3] litio-ioizko baterien errendimenduari eragingo ez dion suaren aurkako elektrolito bat garatu zuen. Elektrolito honetan, NaN(SO2F)2(NaFSA)edoLiN(SO2F)2(LiFSA) kontzentrazio handia erabili zen litio gatz gisa, eta elektrolitoari suaren aurkako trimetilfosfato TMP arrunt bat gehitu zitzaion, eta horrek egonkortasun termikoa nabarmen hobetu zuen. litio ioizko bateria. Are gehiago, suaren atzerapena gehitzeak ez zuen eraginik izan litio ioietako bateriaren zikloaren errendimenduan. Elektrolitoa 1000 ziklo baino gehiagotan erabil daiteke (1200 C/5 ziklo, % 95eko edukieraren atxikipena).
Gehigarrien bidez litio-ioizko baterien suaren aurkako ezaugarriak litio-ioizko bateriei kontroletik kanpo berotzen direla ohartarazteko moduetako bat da. Pertsona batzuek errotik kanpoko indarrek eragindako litio ioietako baterietan zirkuitu laburren agerraldia abisatzen saiatzeko modu berri bat ere aurkitzen dute, hondoa kentzeko helburua lortzeko eta kontroletik kanpoko beroaren agerraldia erabat ezabatzeko. Erabiltzen ari diren litio-ioizko bateriek izan dezaketen eragin bortitza ikusita, Estatu Batuetako Oak Ridge National Laboratory-ko GabrielM.Veith-ek zizaila loditzeko propietateak dituen elektrolito bat diseinatu zuen [4]. Elektrolito honek fluido ez-newtoniarren propietateak erabiltzen ditu. Egoera normalean, elektrolitoa likidoa da. Hala ere, bat-bateko inpaktu bati aurre egiten dionean, egoera solidoa aurkeztuko du, oso indartsua bihurtuko da eta balen aurkako efektua ere lor dezake. Errotik, bateriaren zirkuitu laburrak eragindako ihes termikoaren arriskua abisatzen du litio-ioizko bateriak talka egiten duenean.
2. Bateriaren egitura
Jarraian, ikus dezagun nola jarri balaztak bateria-zelulen mailatik ihes termikoetan. Gaur egun, ihes termikoaren arazoa kontuan hartu da litio ioizko baterien egiturazko diseinuan. Esate baterako, 18650 bateriaren goiko estalkian presio arintzeko balbula bat egon ohi da, bateriaren barruko gehiegizko presioa garaiz askatu dezakeen ihes termikoa denean. Bigarrenik, tenperatura koefiziente positiboa PTC materiala egongo da bateriaren estalkian. Ihes-tenperatura termikoa igotzen denean, PTC materialaren erresistentzia nabarmen handituko da korrontea murrizteko eta bero-sorkuntza murrizteko. Horrez gain, bateria bakarreko egituraren diseinuan polo positibo eta negatiboen arteko zirkuitu-laburren aurkako diseinua ere kontuan hartu behar da, oker funtzionamenduagatik, metal-hondakinengatik eta bateriaren zirkuitu laburra eragiten duten beste faktore batzuengatik, segurtasun-istripuak eraginez.
Baterietan bigarren diseinua denean, diafragma seguruagoa erabili behar da, hala nola, hiru geruza konposatuaren poro itxi automatikoa tenperatura altuan diafragma, baina azken urteotan, bateriaren energia-dentsitatea hobetuz, diafragma mehea joeraren arabera. Hiru geruzako diafragma konposatua pixkanaka zaharkituta geratu da, diafragmaren zeramikazko estaldurarekin ordezkatuta, zeramikazko estaldura diafragmaren euskarrirako, tenperatura altuetan diafragmaren uzkurdura murrizteko, litio ioi bateriaren egonkortasun termikoa hobetu eta arriskua murrizteko. litio-ioizko bateriaren ihes termikoa.
3. Bateriaren segurtasun termikoaren diseinua
Erabiltzean, litio-ioizko bateriak dozenaka, ehunka edo milaka bateriaz osatuta egon ohi dira serie eta paralelo konexioaren bidez. Adibidez, Tesla ModelS-en bateria-paketeak 7.000 18650 bateria baino gehiago ditu. Piletako batek kontrol termikoa galtzen badu, baterian hedatu eta ondorio larriak eragin ditzake. Esaterako, 2013ko urtarrilean, Japoniako konpainia baten Boeing 787 litio ioi bateriak su hartu zuen Bostonen (AEB). Garraiorako Segurtasun Batzorde Nazionalaren ikerketaren arabera, bateria-paketearen 75 Ah karratu litio-ioizko bateria batek ondoko baterien ihes termikoa eragin zuen. Gertaeraren ostean, Boeing-ek bateria-pakete guztiak kontrolatu gabeko hedapen termikoa saihesteko neurri berriez hornitzea eskatu zuen.
Ihesaldi termikoa litio-ioizko baterien barruan hedatzea saihesteko, AllcellTechnology-k PCC isolamendu termikoko material bat garatu zuen litio-ioizko bateriek fase-aldaketako materialetan oinarrituta [5]. Litio-ioizko bateria monomeroen artean betetako PCC materiala, litio-ioizko bateria-paketearen lan arruntaren kasuan, beroan dagoen bateria-paketea PCC materialetik azkar pasa daiteke bateria-paketearen kanpoaldera, litio-ioietan ihes termikoa denean. pilek, PCC materialak bere barneko parafina-argizari urtzeak bero asko xurgatzen du, bateriaren tenperatura gehiago igotzea ekiditen du, beraz, bateria-paketearen barne-difusioan kontroletik kanpo berotzeko alerta. Pinprick-en proban, PCC materiala erabili gabe 18650 bateria-sortez osatutako 4 eta 10 baterien bateria-pakete bateko bateria baten ihes termikoak azkenean eragin zuen bateria-paketeko 20 bateriaren ihes termikoak, eta baten ihes termikoak PCC materialez egindako bateria-paketearen bateriak ez zuen beste bateria-paketeen ihes termikorik eragin.
Argitalpenaren ordua: 2022-02-25