Prezentare generală

Odată cu mai multe accidente cauzate de baterie litiu-ion, oamenii sunt mai îngrijorați de fuga termică a bateriei, deoarece fuga termică care are loc într-o celulă poate răspândi căldura către alte celule, ducând la oprirea întregului sistem de baterii.

În mod tradițional, vom declanșa fuga termică prin încălzire, fixare sau supraîncărcare în timpul testelor. Cu toate acestea, aceste metode nici nu pot controla evadarea termică într-o celulă specificată și nici nu pot fi implementate cu ușurință în timpul testelor sistemelor de baterii. Recent, oamenii dezvoltă o nouă metodă de a declanșa fuga termică. Testul de propagare în noul IEC 62619: 2022 este un exemplu și se estimează că această metodă va fi utilizată pe scară largă în viitor. Acest articol este de a introduce câteva metode noi care sunt în cercetare.

Radiația laser:

Radiația laser este de a încălzi o zonă mică cu impuls laser de mare energie. Căldura va fi condusă în interiorul materialului. Radiația laser este utilizată pe scară largă în domeniile procesării materialelor, cum ar fi sudarea, conectarea și tăierea. De obicei, există tipuri de laser, după cum urmează:

• CO₂laser: laser cu gaz molecular cu dioxid de carbon
• Laser semiconductor: laser cu diodă din GaAs sau CdS
• Laser YAG: Laser cu sodiu realizat din granat de ytriu aluminiu
• Fibră optică: laser din fibră de sticlă cu element de pământuri rare

Unii cercetători folosesc laser de 40 W, lungime de undă de 1000 nm și diametru de 1 mm pentru a testa diferite celule.

Având o scanare CT pe celula nedeclanșată, se poate constata că nu există nicio influență structurală cu excepția găurii de pe suprafață. Înseamnă că laserul este direcțional și de mare putere, iar zona de încălzire este precisă. Prin urmare, laserul este o modalitate bună de testare. Putem controla variabila și calcula cu precizie energia de intrare și de ieșire. Între timp, laserul are avantajele încălzirii și fixarii, cum ar fi încălzirea rapidă și mai controlabil. Laserul are mai multe avantaje precum:

• Poate declanșa evadarea termică și nu va încălzi celulele vecine. Acest lucru este bun pentru performanța contactului termic

• Poate stimula deficitul intern

• Poate introduce mai puțină energie și căldură într-un timp mai scurt pentru a declanșa evadarea termică, ceea ce face ca testul să fie bine sub control.

Reacția termică:

Reacția termică este de a face aluminiul să reacționeze cu oxidul metalic la temperatură ridicată, iar aluminiul se va transfera în oxid de aluminiu. Deoarece entalpia de formare a oxidului de aluminiu este foarte scăzută (-1645 kJ/mol), de aceea va genera multă căldură. Materialul de termită este destul de disponibil și o formulă diferită poate genera cantități diferite de căldură. Prin urmare, cercetătorii încep să testeze cu o pungă de 10 Ah cu termită.

Termitul poate declanșa cu ușurință evadarea termică, dar intrarea termică nu este ușor de controlat. Cercetătorii încearcă să proiecteze un reactor termic care să fie sigilat și capabil să concentreze căldura.

Lampă cu cuarț de mare putere:

Teorie: Plasați o lampă de cuarț de mare putere sub o celulă și separați celula și lampa cu o placă. Placa trebuie să fie găurită cu o gaură, astfel încât să se garanteze conduita energiei.

Testul arată că are nevoie de o putere foarte mare și de un timp îndelungat pentru a declanșa evadarea termică, iar temperatura nu este distribuită uniform. Motivul poate fi că lumina de cuarț nu este lumină direcțională, iar pierderea prea mare de căldură o face să declanșeze cu greu evadarea termică cu precizie. Între timp, aportul de energie nu este exact. Testul de evaporare termică ideal este controlul energiei de declanșare și scăderea valorii excedentare de intrare, pentru a reduce influența asupra rezultatului testului. Prin urmare, putem trage concluzia că lampa de cuarț nu este utilă deocamdată.

Concluzie:

În comparație cu metoda tradițională de declanșare a evadării termice a celulei (cum ar fi încălzirea, supraîncărcarea și penetrarea), propagarea laserului este o modalitate mai eficientă, cu o zonă de încălzire mai mică, energie de intrare mai mică și timp de declanșare mai scurt. Acest lucru contribuie la un aport de energie eficient mare pe suprafața limitată. Această metodă a fost introdusă de IEC. Ne putem aștepta ca multe țări să ia în considerare această metodă. Cu toate acestea, ridică cerințe ridicate pentru dispozitivele laser. Este nevoie de surse laser adecvate și dispozitive rezistente la radiații. În prezent nu există suficiente cazuri pentru testul de evaporare termică, această metodă este încă necesară verificarea.