Hitaupphlaup litíumjónarafhlöðu og efnisgreining

Í dag nota ýmis bílaframleiðendur litíumrafhlöður í stórum stíl í rafmagnsrafhlöður og orkuþéttleikinn er að aukast, en fólk er enn meðvitað um öryggi rafmagnsrafhlöður og það er ekki góð lausn á öryggi þeirra. Hitaupphlaup er aðal rannsóknarefni á öryggi rafmagnsrafhlöður og það er þess virði að einbeita sér að því.

Fyrst af öllu skulum við skilja hvað hitaupphlaup er. Hitaupphlaup er keðjuverkun sem kemur af stað af ýmsum orsökum, sem leiðir til mikils hita og skaðlegra lofttegunda sem rafhlaðan gefur frá sér á stuttum tíma, sem getur jafnvel valdið því að rafhlaðan kvikni í og ​​springi í alvarlegum tilfellum. Margar ástæður eru fyrir hitaupphlaupi, svo sem ofhitnun, ofhleðsla, innri skammhlaup, árekstur o.s.frv. Hitaupphlaup rafhlöðu byrjar oft með niðurbroti neikvæða SEI filmunnar í rafhlöðufrumunni, síðan niðurbrot og bráðnun himnunnar, sem leiðir til niðurbrots og bráðnunar neikvæða rafskautsins og rafvökvans, og síðan niðurbrots bæði jákvæða rafskautsins og rafvökvans, sem veldur stórum innri skammhlaupi sem veldur því að rafvökvinn brennur, sem síðan dreifist til annarra frumna, veldur alvarlegu hitaupphlaupi og gerir öllum rafhlöðupakkanum kleift að mynda sjálfkviknun.

Orsakir hitaupphlaups má skipta í innri og ytri orsakir. Innri orsakir eru oft vegna innri skammhlaupa; ytri orsakir eru vegna vélræns álags, rafmagnsálags, hitaálags o.s.frv.

Innri skammhlaup, sem er bein snerting milli plús- og neikvæðra skauta rafhlöðunnar, er mjög breytilegt eftir því hversu mikil snerting er og hvaða viðbrögð koma fram. Venjulega veldur stór innri skammhlaup, af völdum vélræns og hitauppstreymis, beint hitaupphlaupi. Aftur á móti eru innri skammhlaup sem myndast af sjálfu sér tiltölulega lítil og hitinn sem þau mynda er svo lítill að þau valda ekki strax hitaupphlaupi. Innri sjálfsþróun felur almennt í sér framleiðslugalla, hnignun á ýmsum eiginleikum af völdum öldrunar rafhlöðunnar, svo sem aukið innra viðnám, útfellingar af litíummálmi af völdum langvarandi vægrar misnotkunar o.s.frv. Með tímanum eykst hættan á innri skammhlaupi af völdum slíkra innri orsaka smám saman.

Vélræn áreitni vísar til aflögunar á einliðu litíumrafhlöðu og rafhlöðupakka undir áhrifum utanaðkomandi krafta og hlutfallslegrar tilfærslu mismunandi hluta rafhlöðunnar. Helstu áhrif á rafhlöðuna eru árekstur, útdráttur og gat. Til dæmis getur aðskotahlutur sem ökutæki snertir á miklum hraða leitt beint til þess að innri himna rafhlöðunnar fellur saman, sem aftur olli skammhlaupi innan rafhlöðunnar og hleypti af stað sjálfsíkveikju á stuttum tíma.

Rafmagnsnotkun á litíumrafhlöðum felur almennt í sér utanaðkomandi skammhlaup, ofhleðslu og ofhleðslu í ýmsum myndum, sem er líklegast til að þróast í hitaupphlaup sem leiðir til ofhleðslu. Utanaðkomandi skammhlaup á sér stað þegar tveir leiðarar með mismunadreifingu eru tengdir utan við rafhlöðuna. Utanaðkomandi skammhlaup í rafhlöðum geta stafað af aflögun af völdum árekstra ökutækja, vatnsdýfingar, mengunar leiðara eða raflosti við viðhald. Venjulega hitar hitinn sem losnar frá utanaðkomandi skammhlaupi ekki rafhlöðuna, öfugt við gat. Mikilvægur tengingur milli utanaðkomandi skammhlaups og hitaupphlaups er þegar hitastigið nær ofhitnunarmarki. Það er þegar hitinn sem myndast við utanaðkomandi skammhlaup getur ekki dreift vel að hitastig rafhlöðunnar hækkar og hár hiti veldur hitaupphlaupi. Þess vegna eru að slökkva á skammhlaupsstraumnum eða dreifa umframhita leiðir til að koma í veg fyrir frekari skemmdir á utanaðkomandi skammhlaupi. Ofhleðsla, vegna orkumikillar hleðslu, er ein mesta hættan á rafmagnsnotkun. Myndun hita og gass eru tvö algeng einkenni ofhleðsluferlisins. Hitamyndunin kemur frá ómskum hita og aukaverkunum. Í fyrsta lagi vaxa litíumdendrítar á yfirborði anóðunnar vegna óhóflegrar litíuminnfellingar.