1. Ritardant tal-fjammi ta 'elettrolit
Ir-ritardanti tal-fjammi tal-elettroliti huma mod effettiv ħafna biex jitnaqqas ir-riskju ta 'runaway termali tal-batteriji, iżda dawn ir-ritardanti tal-fjammi ħafna drabi jkollhom impatt serju fuq il-prestazzjoni elettrokimika tal-batteriji tal-jone tal-litju, għalhekk huwa diffiċli li jintużaw fil-prattika.Sabiex issolvi din il-problema, tal-università ta 'California, San Diego, tim YuQiao [1] bil-metodu ta' ippakkjar tal-kapsula se ritardant tal-fjammi DbA (dibenzyl amine) maħżun fl-intern tal-kapsula mikro, imxerrda fl-elettrolit, f' żminijiet normali mhux se jkollhom impatt fuq il-prestazzjoni tal-batteriji tal-jone tal-litju dehru, iżda meta ċ-ċelloli milli jinqerdu minn forza esterna bħall-estrużjoni, Ir-ritardanti tal-fjammi f'dawn il-kapsuli mbagħad jiġu rilaxxati, avvelenaw il-batterija u jġiegħluha tfalli, u b'hekk javżawha għal runaway termali.Fl-2018, it-tim ta 'YuQiao [2] uża t-teknoloġija ta' hawn fuq għal darb'oħra, billi uża ethylene glycol u ethylenediamine bħala ritardanti tal-fjammi, li ġew inkapsulati u mdaħħla fil-batterija tal-jone tal-litju, li rriżultaw fi tnaqqis ta '70% fit-temperatura massima tal-batterija tal-jone tal-litju matul it-test tal-pin tal-pin, inaqqas b'mod sinifikanti r-riskju ta 'kontroll termali tal-batterija tal-jone tal-litju.
Il-metodi msemmija hawn fuq huma awto-distruzzjoni, li jfisser li ladarba r-ritardant tal-fjammi jintuża, il-batterija tal-jone tal-litju kollha tinqered.Madankollu, it-tim ta 'AtsuoYamada fl-università ta' Tokyo fil-Ġappun [3] żviluppa elettrolit ritardant tal-fjammi li mhux se jaffettwa l-prestazzjoni tal-batteriji tal-jone tal-litju.F'dan l-elettrolit, intużat konċentrazzjoni għolja ta 'NaN(SO2F)2(NaFSA)orLiN(SO2F)2(LiFSA) bħala melħ tal-litju, u fosfat tat-trimetil ritardant tal-fjammi komuni TMP ġie miżjud mal-elettrolit, li tejbet b'mod sinifikanti l-istabbiltà termali tal-batterija tal-jone tal-litju.Barra minn hekk, iż-żieda ta 'ritardant tal-fjammi ma affettwatx il-prestazzjoni taċ-ċiklu tal-batterija tal-jone tal-litju.L-elettrolit jista 'jintuża għal aktar minn 1000 ċiklu (1200 C/5 ċikli, żamma tal-kapaċità ta' 95%).
Il-karatteristiċi ritardanti tal-fjammi tal-batteriji tal-jone tal-litju permezz ta 'addittivi huwa wieħed mill-modi biex twissi lill-batteriji tal-jone tal-litju biex jisħnu mingħajr kontroll.Xi nies isibu wkoll mod ġdid biex jippruvaw javżaw l-okkorrenza ta 'short circuit f'batteriji tal-jone tal-litju ikkawżat minn forzi esterni mill-għerq, sabiex jinkiseb l-iskop li jitneħħa l-qiegħ u jelimina kompletament l-okkorrenza ta' sħana barra mill-kontroll.Fid-dawl tal-impatt vjolenti possibbli tal-batteriji tal-jone tal-litju tal-enerġija fl-użu, GabrielM.Veith minn Oak Ridge National Laboratory fl-Istati Uniti ddisinja elettrolit bi proprjetajiet ta 'shear thickening [4].Dan l-elettrolit juża l-proprjetajiet ta 'fluwidi mhux Newtonjani.Fi stat normali, l-elettrolit huwa likwidu.Madankollu, meta tiġi kkonfrontata b'impatt f'daqqa, se tippreżenta stat solidu, issir estremament qawwija, u saħansitra tista 'tikseb l-effett ta' bulletproof.Mill-għerq, javża r-riskju ta 'runaway termali ikkawżat minn ċirkwit qasir fil-batterija meta l-batterija tal-jone tal-litju tal-qawwa colliders.
2. Struttura tal-batterija
Sussegwentement, ejja nħarsu lejn kif tpoġġi l-brejkijiet fuq runaway termali mil-livell taċ-ċelloli tal-batterija.Fil-preżent, il-problema tar-runaway termali ġiet ikkunsidrata fid-disinn strutturali tal-batteriji tal-jone tal-litju.Pereżempju, ġeneralment ikun hemm valv ta 'ħelsien mill-pressjoni fil-qoxra ta' fuq tal-batterija 18650, li tista 'tirrilaxxa f'waqtha l-pressjoni eċċessiva ġewwa l-batterija meta runaway termali.It-tieni nett, se jkun hemm materjal ta 'koeffiċjent tat-temperatura pożittiv PTC fil-kopertura tal-batterija.Meta t-temperatura runaway termali togħla, ir-reżistenza tal-materjal PTC tiżdied b'mod sinifikanti biex tnaqqas il-kurrent u tnaqqas il-ġenerazzjoni tas-sħana.Barra minn hekk, fid-disinn tal-istruttura tal-batterija waħda għandha tikkunsidra wkoll id-disinn kontra ċirkwit qasir bejn il-poli pożittivi u negattivi, twissija minħabba tħaddim ħażin, residwi tal-metall u fatturi oħra li jirriżultaw f'ċirkwit qasir tal-batterija, li jikkawżaw inċidenti ta 'sikurezza.
Meta t-tieni disinn fil-batteriji, għandu juża l-aktar sikur id-dijaframma, bħal pori magħluq awtomatiku ta 'tliet saffi komposti f'temperatura għolja l-dijaframma, iżda f'dawn l-aħħar snin, bit-titjib tad-densità tal-enerġija tal-batterija, dijaframma rqiqa taħt it-tendenza ta' dijaframma kompost bi tliet saffi gradwalment saret skaduta, sostitwita bil-kisi taċ-ċeramika tad-dijaframma, kisi taċ-ċeramika għall-għanijiet ta 'appoġġ tad-dijaframma, tnaqqas il-kontrazzjoni tad-dijaframma f'temperaturi għoljin, Ittejjeb l-istabbiltà termali tal-batterija tal-jone tal-litju u tnaqqas ir-riskju ta' runaway termali tal-batterija tal-jone tal-litju.
3. Disinn tas-sigurtà termali tal-pakkett tal-batterija
Fl-użu, il-batteriji tal-jone tal-litju ħafna drabi huma komposti minn għexieren, mijiet jew saħansitra eluf ta 'batteriji permezz ta' serje u konnessjoni parallela.Pereżempju, il-pakkett tal-batteriji ta 'Tesla ModelS jikkonsisti f'aktar minn 7,000 18650 batterija.Jekk waħda mill-batteriji titlef il-kontroll termali, tista 'tinfirex fil-pakkett tal-batterija u tikkawża konsegwenzi serji.Pereżempju, f'Jannar 2013, batterija tal-jone tal-litju Boeing 787 ta 'kumpanija Ġappuniża ħadet in-nar f'Boston, l-Istati Uniti.Skont l-investigazzjoni tal-Bord Nazzjonali tas-Sigurtà tat-Trasport, batterija tal-jone tal-litju kwadru ta '75Ah fil-pakkett tal-batteriji ikkawżat runaway termali ta' batteriji adjaċenti.Wara l-inċident, Boeing talbet li l-pakketti tal-batteriji kollha jkunu mgħammra b’miżuri ġodda biex jipprevjenu tixrid termali mhux ikkontrollat.
Sabiex jiġi evitat li r-runaway termali jinfirex ġewwa batteriji tal-jone tal-litju, AllcellTechnology żviluppat materjal ta 'iżolament termali runaway PCC għal batteriji tal-jone tal-litju bbażat fuq materjali ta' bidla fil-fażi [5].Materjal PCC mimli bejn batterija tal-jone tal-litju monomeru, fil-każ tax-xogħol normali tal-pakkett tal-batterija tal-jone tal-litju, pakkett tal-batterija fis-sħana jista 'jitgħaddi mill-materjal PCC malajr lejn barra tal-pakkett tal-batterija, meta runaway termali fil-jone tal-litju batteriji, il-materjal PCC bit-tidwib tax-xama 'tal-paraffin intern tiegħu jassorbi ħafna sħana, jipprevjeni li t-temperatura tal-batterija tiżdied aktar, Għalhekk twissija għas-sħana barra mill-kontroll fid-diffużjoni interna tal-pakkett tal-batterija.Fit-test tal-pinprick, ir-runaway termali ta 'batterija waħda f'pakkett ta' batterija li jikkonsisti f'4 u 10 kordi ta 'pakketti ta' batteriji 18650 mingħajr l-użu ta 'materjal PCC eventwalment ikkawża r-runaway termali ta' 20 batterija fil-pakkett tal-batterija, filwaqt li r-runaway termali ta 'wieħed batterija fil-pakkett tal-batterija magħmul minn materjal PCC ma kkawżax ir-runaway termali ta 'pakketti ta' batteriji oħra.
Ħin tal-post: Frar-25-2022