Thermal Runaway: Baterie a ochrana baterie

Tepelný útěk

Thermal Runaway: Baterie a ochrana baterie

Při výrobě baterií a dobíjecích baterií pro elektromobilitu existují velké výzvy. Velké téma ochrany baterií a dobíjecích baterií před tepelným únikem.

Thermal runaway popisuje přehřátí exotermické chemické reakce nebo technického zařízení v důsledku samozesilujícího procesu produkujícího teplo. Útěk často vede k požáru nebo výbuchu a v důsledku toho způsobí zničení zařízení přetlakem (prasknutí).

Co je tepelný únik v bateriích?

Tepelný únik je dynamický jev. Baterie elektromobilu, která zažívá tepelný únik, může reagovat mnoha způsoby, například: B. s proudem plamene vycházejícím z baterie. V kombinaci s plamenem baterie vyzařuje částice, které mohou narušit ochranný kryt. Tyto hořící plyny vytvářejí tlak uvnitř krytu. Proto je důležité otestovat pouzdro a posoudit, jak bude materiál reagovat na kombinaci vysoké teploty, tlaku a vymrštěných částic baterie.

Pokud dojde k lokálnímu zkratu ve vnitřních elektrodách lithium-iontové baterie s tekutým, pevným nebo vázaným elektrolytem (lithium-polymerová baterie), například v důsledku znečištění separátoru uzavřenou cizí částicí nebo mechanického poškození, zkrat -obvodový proud může protékat vnitřním odporem a ohřívat okolí poškozeného místa do té míry, že je ovlivněno i okolí. Tento proces expanduje a rychle uvolňuje energii uloženou v akumulátoru. Ohroženy jsou zejména akumulátory s oxidem lithným a kobaltnatým. Takové tepelné úniky byly zodpovědné za požáry baterií notebooků, které se v minulosti objevovaly častěji. Spouštěčem byly pravděpodobně výrobní chyby v souvislosti s kolísáním provozní teploty.

Jak dochází k tepelnému úniku v lithium-iontové baterii?

Tepelný únik v lithium-iontové baterii může způsobit několik faktorů:

  • vnitřní zkrat: v důsledku nehody nebo podobného mechanického účinku, např. B. Pokud nástroj spadne z velké výšky, baterie se zdeformuje, materiál se dostane do článku baterie a způsobí vnitřní zkrat.
  • Vnější zkrat: Deformace článku baterie způsobí vnější zkrat.
  • Přebíjení baterie nad maximální napětí uvedené v datovém listu, např. B. zvýšit dojezd elektromobilu. V závislosti na stupni přebití může dojít k trvalému poškození baterie a snížení životnosti baterie.
  • Nadměrné proudy při nabíjení nebo vybíjení baterie, např. B. při rychlém nabíjení.

Co lze udělat s tepelným únikem?

Chlazení

Kapalinové chladicí systémy, ventilátory, tepelné desky a tepelné fólie musí být nasazeny pro chlazení baterie nebo odstranění tepla z hotspotu.

Pro efektivní odvod tepla se doporučuje tepelně vodivá fólie. Tenké (1950 µm až 10 µm) grafitové fólie nabízejí obzvláště vysokou tepelnou vodivost (až 500 W/mK).

tvorba bariéry

Pevné slídové desky a slídové lamináty lze použít k vytvoření bariér mezi bateriovými články v bateriích a akumulátorech, čímž se systém izoluje od zbytku vozidla. Pokud by došlo k tepelnému úniku, bariéry mohou pomoci zpomalit proces a poskytnout uživatelům více času dostat se do bezpečí.

Bariéru lze také vytvořit pomocí 3M™ Flame Barrier FRB. 3M™ Flame Barrier FRB se dobře zpracovává na lisované díly a má různá schválení.

Tepelnému úniku nelze zcela zabránit nebo jej zastavit, jakmile proces začne, ale implementace správného izolačního řešení může pomoci získat obyvatelům více času, což může potenciálně zachránit životy.

Použijte membrány

Osvědčilo se také použití membrán pro snížení tlaku v bateriích a akumulátorech.

 

Sdílet tento příspěvek