تجزیه و تحلیل علت احتراق باتری لیتیوم یون

تجزیه و تحلیل علت احتراق باتری لیتیوم یون

به عنوان یک منبع انرژی برای وسایل نقلیه خالص الکتریکی، علت اصلی اشتعال از باتری های لیتیوم یون، فرار حرارتی ناشی از گرمای بیش از حد باتری است که احتمالا در طول شارژ و تخلیه باتری اتفاق می افتد. از آنجایی که باتری لیتیوم یون خود دارای مقاومت داخلی خاصی است، وقتی که برق خروجی توسط نیروی الکتریکی خنثی می شود، مقدار مشخصی از گرما تولید می شود، به طوری که درجه حرارت آن بالا می رود و زمانی که دمای بالاتر از دمای کار طبیعی آن باشد محدوده، کل باتری آسیب دیده است. زندگی و ایمنی در یک وسیله الکتریکی خالص، سیستم باتری قدرت از چندین سلول باتری قدرت تشکیل شده است. در طول فرآیند کار، مقدار زیادی از حرارت در یک جعبه باتری کوچک تولید می شود. اگر گرما در زمان نتواند به سرعت تخلیه شود، درجه حرارت بالا بر قدرت تاثیر می گذارد. عمر باتری ممکن است حتی از کنترل خارج شود، و باعث ایجاد حوادث مانند آتش سوزی و انفجار می شود. در اصل، چهار دلیل اصلی برای از دست دادن کنترل وجود دارد:

(1) سوء استفاده مکانیکی

عمدتا در برخورد اتومبیل اتفاق می افتد، به علت نیروی خارجی، باتری لیتیوم و بسته باتری تغییر شکل داده می شوند و جابجایی نسبی قطعات مختلف باتری اتفاق می افتد، باعث جدا شدن باتری و پاره شدن داخلی جریان؛ نشت الکترولیت قابل اشتعال باعث آتش سوزی می شود. در معرض سوء استفاده مکانیکی، آسیب متخلخل جدی است، ممکن است یک هادی را به بدن باتری وارد کند، باعث ایجاد اتصال کوتاه مستقیم بین الکترودهای مثبت و منفی می شود. در مقابل، برخورد، اکستروژن و غیره، تنها وقوع احتمالی اتصال کوتاه داخلی، تولید گرما در فرایند سوراخشدن شدیدتر است و احتمال ایجاد فراموشی حرارتی بیشتر است.

(2) سوء استفاده برق

سوء استفاده الکتریکی عمدتا ناشی از استفاده نادرست از باتری است، و انواع مختلفی از اتصال کوتاه خارجی، بیش از حد و تخلیه بیش از حد وجود دارد. در میان آنها، تخلیه گذرا باعث کمترین آسیب می شود، اما رشد دندریت های مس به علت تخلیه بیش از حد، ایمنی باتری را کاهش می دهد و احتمال فرار حرارتی را افزایش می دهد. اتصال کوتاه خارجی نتیجه اتصال دو هادی با فشار دیفرانسیلی خارج از سلول است. هنگامی که اتصال کوتاه خارجی اتفاق می افتد، گرما تولید شده توسط باتری نمی تواند به خوبی از بین برود و دمای باتری به ترتیب افزایش می یابد. خارج از کنترل.

بار اضافی یکی از مضرترین سوء استفاده های الکتریکی است. دندریت لیتیوم بر روی سطح آند در اثر انقباض لیتیوم بیش از حد رشد می کند. دوم، از بین بردن بیش از حد لیتیوم، ساختار کاتد به علت انتشار گرما و اکسیژن (انتشار اکسیژن از کاتد NCA) سقوط می کند. انتشار اکسیژن باعث تسریع در تجزیه الکترولیت می شود و مقدار زیادی گاز تولید می کند. با افزایش فشار داخلی، سوپاپ خروجی باز می شود و باتری شروع به خروج می کند. پس از فعال بودن مواد درون سلول، هوا، یک واکنش خشونت آمیز اتفاق می افتد و مقدار زیادی از حرارت آزاد می شود، در نتیجه باعث احتراق بسته باتری می شود.

(3) سوء استفاده حرارتی
گرمازدگی عمدتا به گرمای بیش از حد محلی در باتری اشاره دارد، به ندرت به طور مستقل وجود دارد، که اغلب از طریق سوء استفاده مکانی و سوء استفاده الکتریکی ایجاد می شود و وضعیتی است که در نهایت منجر به حوادثی مانند فرار حرارتی می شود. سوءاستفاده حرارتی به طور کلی ناشی از یک اتصال کوتاه ناشی از یک محیط خارجی بالا یا یک باتری باتری بالا است که توسط سیستم کنترل دما خنثی می شود و باعث ایجاد فراموشی حرارتی می شود. به دلایل علت گرمازدگی پیچیده ترین است. برخورد و خسارت بسته باتری، ساختار داخلی باتری، عملکرد یا شکست دیگر سیستم های حرارتی و سیستم های تهویه مطبوع ممکن است منجر به گرمای سوء استفاده شود.

(4) اتصال کوتاه داخلی

اتصال کوتاه داخلی به طور مستقیم با الکترود های مثبت و منفی باتری تماس می گیرد. البته، درجه تماس، متفاوت است، و واکنش های بعدی نیز ایجاد شده بسیار متفاوت است. مدارهای داخلی داخلی در مقیاس وسیع معمولا از سوء استفاده مکانیکی و حرارتی مستقیما منجر به سوء استفاده حرارتی می شوند. علت اتصال کوتاه داخلی نیز پیچیده است. به عنوان مثال، باتری لیتیوم یون شارژ بیش از حد، و dendrite تا حدودی تجمع می یابد، باعث جدا شدن باتری می شود. بنابراین، یک اتصال کوتاه داخلی یا یک برخورد یا آسیب متخلخل به طور مستقیم موجب تماس الکترودهای مثبت و منفی می شود که منجر به فرار حرارتی می شود. در مقایسه با مدار کوتاه کوتاه داخلی تولید شده توسط عوامل خارجی، اتصال کوتاه داخلی ناشی از نقص های خود به خود در فرایند تولید باتری نسبتا خفیف است و گرما تولید شده توسط اتصال کوتاه داخلی ذاتی کوچک است و فرکانس حرارتی بلافاصله خاموش نمی شود . علاوه بر این، این نقص ذاتی طی یک دوره زمانی به میزان کمتر از اتصال کوتاه داخلی تبدیل می شود.

از: سایت ذخیره انرژی چین