Illum, diversi kumpaniji tal-karozzi qed jużaw batteriji tal-litju fuq skala kbira fil-batteriji tal-enerġija, u d-densità tal-enerġija qed issir dejjem ogħla, iżda n-nies għadhom imħassba dwar is-sikurezza tal-batteriji tal-enerġija, u mhijiex soluzzjoni tajba għas-sikurezza tal-batteriji. Ir-rifluss termali huwa l-oġġett ewlieni tar-riċerka dwar is-sikurezza tal-batteriji tal-enerġija, u ta' min jiffoka fuqu.
L-ewwelnett, ejjew nifhmu x'inhu thermal runaway. It-thermal runaway huwa fenomenu ta' reazzjoni katina kkawżata minn diversi fatturi, li jirriżulta f'ammont kbir ta' sħana u gassijiet ta' ħsara emessi mill-batterija f'perjodu qasir ta' żmien, li jistgħu saħansitra jikkawżaw li l-batterija tieħu n-nar u tisplodi f'każijiet serji. Hemm ħafna raġunijiet għall-okkorrenza ta' thermal runaway, bħal sħana żejda, iċċarġjar żejjed, short circuit intern, ħabta, eċċ. It-thermal runaway tal-batterija ħafna drabi jibda mid-dekompożizzjoni tal-film SEI negattiv fiċ-ċellula tal-batterija, segwit mid-dekompożizzjoni u t-tidwib tad-dijaframma, li jirriżulta fl-elettrodu negattiv u l-elettrolit, segwit mid-dekompożizzjoni kemm tal-elettrodu pożittiv kif ukoll tal-elettrolit, u b'hekk jikkawża short circuit intern fuq skala kbira, li jikkawża li l-elettrolit jinħaraq, li mbagħad jinfirex għal ċelloli oħra, u jikkawża thermal runaway serju u jippermetti li l-pakkett tal-batterija kollu jipproduċi kombustjoni spontanja.
Il-kawżi ta' ħruġ termali jistgħu jinqasmu f'kawżi interni u esterni. Il-kawżi interni ħafna drabi huma dovuti għal short circuits interni; kawżi esterni huma dovuti għal abbuż mekkaniku, abbuż elettriku, abbuż termali, eċċ.
Ċirkwit qasir intern, li huwa kuntatt dirett bejn it-terminals pożittivi u negattivi tal-batterija, ivarja ħafna fil-grad ta' kuntatt u r-reazzjoni sussegwenti li tiġi attivata. Normalment ċirkwit qasir intern massiv ikkawżat minn abbuż mekkaniku u termali jqanqal direttament tifqigħa termali. B'kuntrast, ċirkwiti qosra interni li jiżviluppaw waħedhom huma relattivament żgħar, u s-sħana li jiġġenera hija tant żgħira li ma jqanqalx immedjatament tifqigħa termali. L-iżvilupp intern awtomatiku ġeneralment jinkludi difetti fil-manifattura, deterjorament ta' diversi proprjetajiet ikkawżati mit-tixjiħ tal-batterija, bħal żieda fir-reżistenza interna, depożiti tal-metall tal-litju kkawżati minn użu ħażin ħafif fit-tul, eċċ. Hekk kif jakkumula ż-żmien, ir-riskju ta' ċirkwit qasir intern ikkawżat minn kawżi interni bħal dawn jiżdied gradwalment.
L-abbuż mekkaniku jirreferi għad-deformazzjoni tal-monomeru tal-batterija tal-litju u l-pakkett tal-batterija taħt l-azzjoni ta' forza esterna, u l-ispostament relattiv ta' partijiet differenti tagħha stess. Il-forom ewlenin kontra ċ-ċellula elettrika jinkludu ħabta, estrużjoni u titqib. Pereżempju, oġġett barrani li jintmess mill-vettura b'veloċità għolja wassal direttament għall-kollass tad-dijaframma interna tal-batterija, li min-naħa tagħha kkawżat short circuit fil-batterija u qanqal kombustjoni spontanja fi żmien qasir.
L-abbuż elettriku tal-batteriji tal-litju ġeneralment jinkludi short circuit estern, overcharge, u skarika żejda f'diversi forom, li x'aktarx jiżviluppaw f'thermal runaway għal overcharge. Short circuit estern iseħħ meta żewġ kondutturi bi pressjoni differenzjali jkunu konnessi barra ċ-ċellula. Short circuit esterni fil-pakketti tal-batteriji jistgħu jkunu dovuti għal deformazzjoni kkawżata minn ħabtiet ta' vetturi, immersjoni fl-ilma, kontaminazzjoni tal-kondutturi jew xokk elettriku waqt il-manutenzjoni. Tipikament, is-sħana rilaxxata minn short circuit estern ma ssaħħanx il-batterija għall-kuntrarju ta' titqib. Ir-rabta importanti bejn short circuit estern u thermal runaway hija t-temperatura li tilħaq il-punt ta' sħana żejda. Huwa meta s-sħana ġġenerata mix-short circuit estern ma tistax tiġi dissipata sew li t-temperatura tal-batterija titla' u t-temperatura għolja twassal għal thermal runaway. Għalhekk, il-qtugħ tal-kurrent ta' short circuit jew id-dissipazzjoni tas-sħana żejda huma modi kif jiġi inibit ix-short circuit estern milli jipproduċi aktar ħsara. L-iċċarġjar żejjed, minħabba l-ammont kbir ta' enerġija tiegħu, huwa wieħed mill-ogħla perikli ta' abbuż elettriku. Il-ġenerazzjoni tas-sħana u l-gass huma żewġ karatteristiċi komuni tal-proċess ta' ċċarġjar żejjed. Il-ġenerazzjoni tas-sħana ġejja minn sħana ohmika u reazzjonijiet sekondarji. L-ewwel, id-dendriti tal-litju jikbru fuq il-wiċċ tal-anodu minħabba inkorporazzjoni eċċessiva tal-litju.
Miżuri ta' protezzjoni kontra l-ħruġ termali:
Fl-istadju tas-sħana ġġenerata waħedha biex tinibixxi r-rifluss termali tal-qalba, għandna żewġ għażliet, waħda hija li ntejbu u naġġornaw il-materjal tal-qalba, l-essenza tar-rifluss termali tinsab prinċipalment fl-istabbiltà tal-materjali tal-elettrodi pożittivi u negattivi u l-elettrolit. Fil-futur, irridu wkoll nagħmlu avvanzi akbar fil-kisi tal-materjal tal-katodu, il-modifika, il-kompatibilità tal-elettrolit omoġenju u l-elettrodu, u t-titjib tal-konduttività termali tal-qalba. Jew nagħżlu l-elettrolit b'sigurtà għolja biex jilgħab l-effett ta' ritardant tal-fjammi. It-tieni, huwa meħtieġ li nadottaw soluzzjonijiet effiċjenti għall-ġestjoni termali.Heater tal-Likwidu li Jkessaħ PTC/ Ħiter tal-Arja PTC) minn barra biex trażżan iż-żieda fit-temperatura tal-batterija Li-ion, sabiex jiġi żgurat li l-film SEI taċ-ċellula ma jogħlax għat-temperatura tad-dissoluzzjoni, u naturalment, ma jseħħx ħarba termali.
Ħin tal-posta: 17 ta' Marzu 2023
