Über das thermische Durchgehen einer Lithium-Ionen-Batterie

Über das thermische Durchgehen einer Lithium-Ionen-Batterie

Dank der großen Aufmerksamkeit für neue Energien hat auch die Lithium-Ionen-Batterieindustrie viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Power-Lithium-Ionen-Batterie ist die Stromquelle für Werkzeuge, um Strom zu liefern. Es liefert meist Strom für Elektrofahrzeuge, Elektrobus, Elektrofahrräder und Sightseeing-Auto.

In diesem Beitrag werden verschiedene Faktoren erörtert, die sich auf die Sicherheit von Lithium-Ionen-Batterien auswirken, und es wird dargelegt, wie die Sicherheit von Lithium-Ionen-Batterien weiter verbessert werden kann. Es werden drei Ursachen für das thermische Durchgehen von Lithium-Ionen-Batterien sowie einige Behandlungsmethoden und Vorschläge vorgestellt.

Wärmeeinwirkung

In der Regel ist die thermische Induktion die Arbeit der Batterie in der Hochtemperaturumgebung, einschließlich des externen Feuers, der schlechten Wärmeableitung der Batterie, usw. Bei hohen Außentemperaturen kommt es aufgrund der strukturellen Eigenschaften der Lithium-Ionen-Batterie zu einer analytischen Reaktion zwischen der SEI-Membran und dem Elektrolyten, und die Analyten des Elektrolyten reagieren auch mit den positiven und negativen Elektroden. Das Zelldiaphragma schmilzt bei der Analyse, und eine Vielzahl von Reaktionen führt zur Entstehung einer großen Wärmemenge. Das Schmelzen des Diaphragmas führt zu einem internen Kurzschluss, und die Freisetzung von elektrischer Energie erhöht die Temperatur. Diese kumulative und sich gegenseitig verstärkende zerstörerische Nutzung führt zum Bruch der explosionssicheren Folie der Zelle, zum Austritt von Elektrolyt, zu Verbrennung und Feuer.

In dieser Hinsicht können die Hersteller zwei Aspekte berücksichtigen: die Batteriekonstruktion und das Batteriemanagementsystem BMS. Aus der Perspektive der Batteriekonstruktion können Materialien entwickelt werden, die vor einem thermischen Durchgehen schützen und die Reaktion des thermischen Durchgehens blockieren; aus der Perspektive des Batteriemanagements können verschiedene Temperaturbereiche vorhergesagt werden, die verschiedene Sicherheitsstufen bedeuten, um einen hierarchischen Alarm auszulösen.

Gegenwärtig sind die Lithium-Ionen-Batterien von Elektrofahrzeugen auf dem Markt mit Wärmemanagementsystemen ausgestattet, die luft- oder wassergekühlte Methoden zur Wärmeableitung für die Batterien verwenden. Die betroffenen Nutzer sollten bei ihren Nutzungsgewohnheiten ansetzen, um Wärmeanreize zu vermeiden, z. B. Fahrzeuge nicht der direkten Sonneneinstrahlung aussetzen, keine brennbaren Gegenstände im Fahrzeug aufbewahren usw. Gleichzeitig sollten sie immer Feuerlöscher an Bord haben, um Selbstentzündungsfaktoren auszuschließen. Achten Sie außerdem immer auf die Angaben zur Batterietemperatur auf der Instrumententafel oder dem zentralen Kontrollbildschirm. Im Allgemeinen liegt die Betriebstemperatur der Batterieeinheit zwischen 40 ℃ und 50 ℃, was für die Verwendung der Batterie nicht förderlich ist, wenn sie höher oder niedriger als dieser Temperaturbereich ist.

Elektrochemische Induktion

Verunreinigungen bei der Batterieherstellung, Metallpartikel, Schrumpfung bei der Ladungsentladung, Lithiumentwicklung usw. können einen internen Kurzschluss verursachen. Dieser interne Kurzschluss tritt langsam und über einen sehr langen Zeitraum auf, und wir wissen nicht, wann er aus der thermischen Kontrolle gerät. Wenn das Experiment durchgeführt wird, kann die Überprüfung nicht wiederholt werden. Derzeit haben Experten auf der ganzen Welt noch kein Verfahren gefunden, mit dem sich der durch Verunreinigungen verursachte interne Kurzschluss wiederholen lässt, und sie alle untersuchen es.

Um dieses Problem zu lösen, muss erstens der Herstellungsprozess verbessert und die Verunreinigungen bei der Batterieherstellung reduziert werden. Dies erfordert die Auswahl von Batterieherstellern mit guter Produktqualität. Zweitens muss die Sicherheitsprognose des internen Kurzschlusses durchgeführt werden. Bevor es zum thermischen Durchgehen kommt, muss das Monomer mit internem Kurzschluss gefunden werden. Das bedeutet, dass wir die charakteristischen Parameter der Monomere finden müssen, und wir können mit der Konsistenz beginnen. Die Batterie ist inkonsistent, und der Innenwiderstand ist ebenfalls inkonsistent. Solange wir das Monomer mit einer Abweichung in der Mitte finden, können wir es unterscheiden. Im Detail ist die Gleichungsform des Ersatzschaltbildes einer normalen Batterie und des Ersatzschaltbildes mit Mikrokurzschluss eigentlich die gleiche, aber die Parameter des normalen Monomers und des Mikrokurzschlussmonomers haben sich geändert. Diese Parameter können untersucht werden, um einige Merkmale bei der Variation des internen Kurzschlusses zu erkennen.

Im vollgeladenen Zustand ist eine große Anzahl von Lithiumionen in die negative Elektrode der Batterie eingelagert. Nach einer Überladung kommt es zu Lithiumausfällungen an der negativen Elektrode, zu einer nadelförmigen Lithiummetallkristallisation, die die Membran durchstößt und zu einem Kurzschluss führt. Im BMS-Batteriemanagementsystem gibt es eine Überladungsschutzstrategie. Wenn das System feststellt, dass die Batteriespannung den Schwellenwert erreicht, schaltet es den Ladestromkreis ab, um die Batterie zu schützen. Obwohl der Hersteller die elektrische Leistung einiger Züge für BMS vor dem Verlassen des Werks erkennt, um dies zu verhindern, wird nicht empfohlen, dass Benutzer Elektrofahrzeuge für eine lange Zeit aufladen, und wählen Sie formale Ladegeräte, um die versteckte Gefahr der Überladung zu beseitigen.

Mechanische und elektrische Anreize

Eine Kollision ist ein typisches Beispiel für eine unkontrollierte Erwärmung des mechanischen Kontakts, d. h. für eine Beschädigung der Batterie durch einen Unfall mit einem Auto. Wenn die Batterie beschädigt ist, kommt es auch zu einem internen Kurzschluss und einer unkontrollierten Erwärmung. Dieser Kurzschluss unterscheidet sich jedoch von dem Kurzschluss, der durch elektrochemische Verursachung verursacht wird. Mechanische Schäden treten im Allgemeinen sofort auf. Wie bei plötzlichen Unfällen im wirklichen Leben können starker Aufprall, Überschlag und Extrusion in kürzester Zeit zu einer mechanischen Beschädigung der Batterie führen.

Der Weg, um mit der unkontrollierbaren (mechanischen) Kontakterhitzung umzugehen, ist eine gute Arbeit bei der Konstruktion des strukturellen Sicherheitsschutzes der Batterie zu leisten. Deshalb gibt es hier drei Konstruktionsmöglichkeiten:

1.Montage-Struktur-Design: Kunststoff-Rahmen Unterstützung + Stahlband vorgespannt Montage Struktur und hochfesten Skelett;

2.Anti-Kollisions-Leichtbau: Anti-Kollisions-CAE-Struktur-Optimierung; Das Batteriemodul, das die Festigkeitsanforderungen erfüllt, ist leicht, und die Massengruppen-Effizienz des quadratischen Schalensystems beträgt 90%;

3.Positionierungs- und Verriegelungstechnologie des Akkupakets: Verwendung eines selbstverriegelnden Grenzwert- und Einzelverriegelungsmechanismus zur genauen Positionierung und Verriegelung des Akkupakets.

Einige Experten sind der Meinung, dass die Batterie für Elektrofahrzeuge die Leistungs- und Sicherheitsanforderungen erfüllen sollte, und die Sicherheitserkennung und -prüfung sollte die Sicherheitsanforderungen an die thermische Erkennung (Gefahr hoher Temperaturen, thermische Stabilität, kein Wärmemanagement-Zyklus, Thermoschock-Zyklus, passiver Ausbreitungswiderstand), die elektrische Erkennung (Kurzschluss, Überladung und Überentladung) und die mechanische Erkennung (Aufprall, Sturz, Einstich, Rollen, Eintauchen und Quetschen) erfüllen. Dies bedeutet jedoch nicht, dass die Unternehmen, die Lithium-Ionen-Batterien herstellen, beruhigt sein können. Es gibt kein Ende der Sicherheit, und die Verbesserung der Sicherheit von Elektrofahrzeugen erfordert gemeinsame Anstrengungen des Staates, wissenschaftlicher Forschungseinrichtungen und der gesamten industriellen Kette von Lithium-Ionen-Batterien.

In der mehr als 100-jährigen Geschichte der Entwicklung von Brennstofffahrzeugen hat es immer wieder Unfälle gegeben. Rückschläge sind das Gesetz der Entwicklung von allem. Daher sollten die Industrieketten von Elektrofahrzeugen bei allen Arten von Unfällen nicht stehen bleiben, sondern ihre eigenen Probleme und Mängel untersuchen und verbessern. Gleichzeitig sollten wir auch erkennen, dass die Anforderungen der Verbraucher an die Sicherheit endlos sind, und wir sollten die Sicherheit zur Hauptbedingung machen, um alle Funktionen zu erfüllen. DGBELL kann die Thermal Runaway Test Machine anbieten. Wir beschäftigen uns seit mehr als 15 Jahren mit der Herstellung von Batterieprüfkammern. Teilen Sie uns einfach mit, welche Art von Batterie Sie testen müssen, und wir werden Ihnen innerhalb von 12 Stunden eine perfekte Lösung anbieten.