Огляд

У міру збільшення числа аварій, спричинених літій-іонною батареєю, людей більше турбує перегрівання батареї, оскільки перегрівання, яке відбувається в одній комірці, може поширювати тепло на інші комірки, що призводить до відключення всієї акумуляторної системи.

Традиційно ми будемо запускати перегріву через нагрівання, закріплення або перезарядку під час тестів. Однак ці методи не можуть ані контролювати теплові розбіжності в певній комірці, а також їх не можна легко застосувати під час випробувань батарейних систем. Останнім часом люди розробляють новий метод ініціювання теплової втечі. Тест на розповсюдження в новому IEC 62619: 2022 є прикладом, і за оцінками, цей метод буде широко використовуватися в майбутньому. У цій статті представлено деякі нові методи, які досліджуються.

Лазерне випромінювання:

Лазерне випромінювання полягає в нагріванні невеликої ділянки лазерним імпульсом високої енергії. Тепло буде проводитися всередині матеріалу. Лазерне випромінювання широко використовується в таких областях обробки матеріалів, як зварювання, з'єднання та різання. Зазвичай існують наступні види лазерів:

• CO₂лазер: лазер на молекулярному газі вуглекислого газу
• Напівпровідниковий лазер: діодний лазер із GaAs або CdS
• YAG-лазер: натрієвий лазер з ітрій-алюмінієвого гранату
• Оптичне волокно: лазер зі скловолокна з рідкоземельним елементом

Деякі дослідники використовують лазер потужністю 40 Вт, довжиною хвилі 1000 нм і діаметром 1 мм для тестування на різних клітинах.

Комп’ютерна томографія незапущеної клітини показала, що немає ніякого структурного впливу, за винятком отвору на поверхні. Це означає, що лазер спрямований і потужний, а площа нагріву точна. Тому лазер є хорошим способом тестування. Ми можемо контролювати змінну та точно обчислювати вхідну та вихідну енергію. Тим часом лазер має переваги нагрівання та закріплення, як швидке нагрівання, і більш керований. Лазер має ряд переваг, таких як:

• Він може спровокувати перебіг тепла і не буде нагрівати сусідні комірки. Це добре для теплового контакту

• Це може стимулювати внутрішній дефіцит

• Він може вводити менше енергії та тепла за коротший час, щоб ініціювати температурний витік, що робить тест під контролем.

Термітна реакція:

Термітна реакція змушує алюміній реагувати з оксидом металу при високій температурі, і алюміній перетворюється на оксид алюмінію. Оскільки ентальпія утворення оксиду алюмінію дуже низька (-1645 кДж/моль), він буде генерувати багато тепла. Термітний матеріал досить доступний, і різна формула може генерувати різну кількість тепла. Тому дослідники починають тестування з мішка ємністю 10 Ач з термітом.

Терміт може легко спровокувати температурний витік, але теплове надходження непросто контролювати. Дослідники прагнуть розробити тепловий реактор, який буде герметичним і здатним концентрувати тепло.

Потужна кварцова лампа:

Теорія: помістіть потужну кварцову лампу під кювету та відокремте кювету від лампи пластиною. Пластина повинна бути просвердлена з отвором, щоб гарантувати проведення енергії.

Випробування показують, що йому потрібна дуже висока потужність і тривалий час, щоб ініціювати розбіг тепла, а діапазон тепла нерівномірний. Причина може полягати в тому, що кварцове світло не є спрямованим світлом, і занадто велика втрата тепла робить його навряд чи точно запускати теплові розбіги. При цьому витрата енергії не є точним. Ідеальний тест на температурний розгін полягає в тому, щоб контролювати енергію запуску та знизити надлишкове вхідне значення, щоб зменшити вплив на результат тестування. Тому можна зробити висновок, що кварцова лампа поки не годиться.

Висновок:

Порівняно з традиційним методом ініціювання теплового відходу клітини (наприклад, нагрівання, перезаряд і проникнення), розповсюдження лазера є більш ефективним способом із меншою площею нагріву, меншою вхідною енергією та коротшим часом запуску. Це сприяє високому ефективному енерговитраті на обмеженій площі. Цей метод був запроваджений IEC. Можна очікувати, що багато країн візьмуть до уваги цей метод. Однак це висуває високі вимоги до лазерних пристроїв. Це вимагає відповідного лазерного джерела та радіаційно-захищених пристроїв. На даний момент недостатньо випадків для випробувань на термічний розгін, цей метод ще потребує перевірки.