بحث حول التوسع الحراري الجامح لبطارية ليثيوم أيون من وحدة واحدة إلى وحدة

MIT-Flow-Lithium-1-press 宽屏

نظرًا لكثافة الطاقة العالية لبطاريات الليثيوم أيون ، والاستقرار الحراري المنخفض للمواد الإيجابية والسلبية ، والإلكتروليت العضوي القابل للاشتعال ، فإن بطاريات الليثيوم أيون قد تواجه مشكلات خطيرة تتعلق بالسلامة في ظل ظروف معينة ، مثل درجات الحرارة المرتفعة أو حتى اشتعلت فيها النيران وانفجرت.هناك العديد من الأسباب لمشاكل سلامة بطاريات الليثيوم أيون ، مثل التلف الميكانيكي ، والأضرار البيئية ، والأضرار الكهربائية ، وعدم استقرارها.بغض النظر عن سبب مشاكل السلامة لبطاريات الليثيوم أيون ، فإن حوادث السلامة التي تتعرض لها بطاريات الليثيوم أيون في النهاية مصحوبة بدوائر قصيرة داخلية وخارجية تؤدي إلى ارتفاع حاد في درجة الحرارة أو حتى نشوب حريق وانفجار ، أي مشكلة الهروب الحراري لبطاريات الليثيوم أيون.

مع التطبيق الواسع النطاق لبطاريات الليثيوم أيون في مجال السيارات الكهربائية وتخزين الطاقة، عادةً ما تكون وحدات البطارية المستخدمة في السيارات الكهربائية كبيرة جدًا.إذا تعذر تفريغ الحرارة إلى الجزء الخارجي من وحدة البطارية في الوقت المناسب لأسباب التصميم أو فشل نظام التبريد ، فإن خلية مفردة واحدة أو أكثر داخل الوحدة ستشكل تراكمًا للحرارة.إذا وصلت درجة حرارة البطارية في النهاية إلى درجة حرارة الانفلات الحراري ، فقد تتسرب البطارية أو تحترق ، أو حتى تتسبب في انفجار البطارية.إن ظاهرة الهروب واسعة النطاق لنظام البطارية بأكمله الناتجة عن الهروب الحراري لبطاريات الليثيوم أيون هي توسع الهروب الحراري لبطاريات الليثيوم أيون.بالنسبة لوحدات بطاريات الليثيوم أيون كبيرة السعة وعالية الطاقة ، فإن مشكلات السلامة تكون أكثر بروزًا.نظرًا لأن التمدد الحراري الجامح يحدث في وحدات بطاريات الليثيوم أيون الكبيرة ، فمن الصعب جدًا إطفاء حريق ، والذي غالبًا ما يتسبب في وقوع إصابات وخسائر اقتصادية كبيرة ، ويكون التأثير كبيرًا جدًا.

وفقًا لنتائج الاختبار ، فإن السعة الحرارية المحددة لـبطارية ليثيوم أيون ثلاثيةوبطارية ليثيوم أيون الليثيوم فوسفات الحديد المستخدمة هي نفسها بشكل أساسي.في الاختبار الموسع للجريان الحراري ، بعد أن تسببت وحدة بطارية الليثيوم أيون الثلاثية في حدوث هروب حراري لبطارية واحدة ، تعرضت البطاريات المتبقية للهروب الحراري بدورها ، وأظهرت انتظامًا معينًا في تطور الهروب الحراري ؛فوسفات الحديد الليثيوم فشل التمدد الحراري الجامح لوحدة بطارية الأيونات في الحدوث.بعد تشغيل هروب حراري لبطارية واحدة ، لم تتعرض البطاريات المتبقية لاحقًا للهروب الحراري.بعد 3 ساعات من التسخين المستمر ، لم يحدث هروب حراري.تشتعل بطارية الليثيوم أيون الثلاثية بالنار وتحترق بشدة عندما تكون الحرارة خارجة عن السيطرة ، وتكون الطاقة المنبعثة أعلى من تلك الموجودة في بطارية ليثيوم أيون الليثيوم وفوسفات الحديد.


الوقت ما بعد: أكتوبر 11-2021