Oghje, diverse cumpagnie di vitture utilizanu batterie à u litiu à grande scala in e batterie di putenza, è a densità di l'energia hè sempre più alta, ma a ghjente hè sempre culurata da a sicurezza di e batterie di putenza, è ùn hè micca una bona suluzione per a sicurezza di e batterie. A fuga termica hè u principale ughjettu di ricerca di a sicurezza di e batterie di putenza, è vale a pena fucalizza si.
Prima di tuttu, capimu ciò chì hè a fuga termica. A fuga termica hè un fenomenu di reazione à catena scatenatu da diversi fattori scatenanti, chì provoca una grande quantità di calore è gas nocivi emessi da a batteria in un cortu periodu di tempu, chì pò ancu fà chì a batteria pigli focu è sploda in casi gravi. Ci sò parechje ragioni per l'occorrenza di fuga termica, cum'è u surriscaldamentu, a sovraccarica, u cortocircuitu internu, a collisione, ecc. A fuga termica di a batteria spessu principia da a decomposizione di u film SEI negativu in a cellula di a batteria, seguita da a decomposizione è a fusione di u diafragma, risultendu in l'elettrodu negativu è l'elettrolitu, seguita da a decomposizione sia di l'elettrodu pusitivu sia di l'elettrolitu, scatenendu cusì un cortocircuitu internu à grande scala, chì face brusgià l'elettrolitu, chì poi si sparghje à altre cellule, causendu una seria fuga termica è permettendu à tutta a batteria di pruduce una combustione spontanea.
E cause di a fuga termica ponu esse divise in cause interne è esterne. E cause interne sò spessu dovute à corti circuiti interni; e cause esterne sò dovute à abusi meccanichi, abusi elettrichi, abusi termichi, ecc.
Un cortu circuitu internu, chì hè un cuntattu direttu trà i terminali pusitivi è negativi di a batteria, varieghja assai in u gradu di cuntattu è a reazione successiva scatenata. Di solitu un cortu circuitu internu massivu causatu da un abusu meccanicu è termicu scatena direttamente una fuga termica. In cuntrastu, i cortu circuiti interni chì si sviluppanu da soli sò relativamente minori, è u calore chì genera hè cusì chjucu chì ùn scatena micca immediatamente una fuga termica. L'autosviluppu internu include cumunemente difetti di fabricazione, deterioramentu di varie proprietà causate da l'invecchiamentu di a batteria, cum'è una maggiore resistenza interna, depositi di metalli di litiu causati da un usu impropriu lieve à longu andà, ecc. Cù u tempu chì s'accumula, u risicu di cortu circuitu internu causatu da tali cause interne aumenterà gradualmente.
L'abusu meccanicu si riferisce à a deformazione di u monomeru di a batteria à u litiu è di u pacchettu di batterie sottu l'azione di una forza esterna, è u spustamentu relativu di diverse parti di sè stessu. E forme principali contr'à a cellula elettrica includenu collisione, estrusione è puntura. Per esempiu, un ughjettu straneru toccu da u veiculu à alta velocità hà purtatu direttamente à u crollu di u diafragma internu di a batteria, chì à u so tornu hà causatu un cortu circuitu in a batteria è hà scatenatu una combustione spontanea in un cortu periodu di tempu.
L'abusu elettricu di e batterie à u litiu include generalmente un cortu circuitu esternu, una sovraccarica, una sovrascarica in parechje forme, chì hè più prubabile di sviluppassi in una fuga termica à sovraccarica. U cortu circuitu esternu si verifica quandu dui cunduttori cù pressione differenziale sò cunnessi fora di a cellula. I corto circuiti esterni in i pacchi di batterie ponu esse dovuti à a deformazione causata da collisioni di veiculi, immersione in acqua, contaminazione di i cunduttori o scosse elettriche durante a manutenzione. Tipicamente, u calore liberatu da un cortu circuitu esternu ùn riscalda micca a batteria à u cuntrariu di una puntura. U ligame impurtante trà un cortu circuitu esternu è a fuga termica hè a temperatura chì ghjunghje à u puntu di surriscaldamentu. Hè quandu u calore generatu da u cortu circuitu esternu ùn pò esse dissipatu bè chì a temperatura di a batteria aumenta è l'alta temperatura provoca una fuga termica. Dunque, taglià a corrente di cortu circuitu o dissipare u calore in eccessu sò modi per impedisce à u cortu circuitu esternu di pruduce ulteriori danni. A sovraccarica, per via di a so piena energia, hè unu di i più alti periculi di l'abusu elettricu. A generazione di calore è gas sò duie caratteristiche cumuni di u prucessu di sovraccarica. A generazione di calore vene da u calore ohmicu è da e reazioni laterali. Prima, i dendriti di litiu crescenu nantu à a superficia di l'anodu per via di una eccessiva incorporazione di litiu.
Misure di prutezzione da a fuga termica:
In a fase di calore autogeneratu per impedisce a fuga termica di u core, avemu duie opzioni, una hè di migliurà è aghjurnà u materiale di u core, l'essenza di a fuga termica stà principalmente in a stabilità di i materiali di l'elettrodi pusitivi è negativi è di l'elettrolitu. In u futuru, avemu ancu bisognu di fà scoperte più elevate in u rivestimentu di u materiale catodicu, a mudificazione, a cumpatibilità di l'elettrolitu omogeneu è di l'elettrodu, è di migliurà a cunduttività termica di u core. O sceglie l'elettrolitu cù alta sicurezza per ghjucà l'effettu di ritardante di fiamma. In segundu locu, hè necessariu aduttà suluzioni di gestione termica efficienti (Riscaldatore di Refrigerante PTC/ Riscaldatore d'aria PTC) da l'esternu per supprimà l'aumentu di a temperatura di a batteria Li-ion, in modu da assicurà chì u film SEI di a cellula ùn aumenterà micca à a temperatura di dissoluzione, è naturalmente, ùn si verificarà micca fuga termica.
Data di publicazione: 17 di marzu di u 2023
