Ucieczka termiczna akumulatorów litowych jest rzeczywiście zjawiskiem nieuniknionym, głównie ze względu na wysoce reaktywne właściwości chemiczne litu metalicznego, co sprawia, że przetwarzanie, przechowywanie i wykorzystanie litu metalicznego jest wysoce wymagające dla środowiska.
1. Przyczyny niestabilności termicznej baterii litowych
1.1 Zwarcie wewnętrzne: W przypadku zwarcia między biegunem dodatnim i ujemnym wewnątrz akumulatora wytwarzana jest duża ilość ciepła, co powoduje szybki wzrost temperatury akumulatora i niekontrolowane wytwarzanie ciepła. Zwarcia mogą być spowodowane defektami w procesie produkcji baterii, pęknięciem membrany spowodowanym starzeniem się baterii lub wzrostem dendrytów penetrującym membranę.
1.2 Przeładowanie: Kiedy akumulator zostanie przeładowany, wewnętrzny elektrolit ulegnie reakcji rozkładu, w wyniku której wytworzy się duża ilość gazu i ciepła, co prowadzi do szybkiego wzrostu temperatury akumulatora i niekontrolowanej niekontrolowanej temperatury. Przeładowanie może być spowodowane awarią ładowarki, awarią systemu zarządzania baterią (BMS) lub niewłaściwą obsługą użytkownika.
1.3 Uszkodzenia zewnętrzne:Gdy akumulator zostanie uszkodzony w wyniku uderzenia, ściskania lub przebicia, znajdujący się w nim elektrolit wycieknie i wejdzie w reakcję chemiczną z tlenem z powietrza, wytwarzając dużą ilość ciepła i gazu, co prowadzi do szybkiego wzrostu temperatury akumulatora i niekontrolowanej niekontrolowanej temperatury.
1.4 Starzenie się baterii: W miarę używania akumulatora przez dłuższy czas wewnętrzny elektrolit będzie stopniowo ulegał rozkładowi i starzeniu, co spowoduje zmniejszenie pojemności akumulatora, wzrost rezystancji wewnętrznej i pogorszenie wydajności odprowadzania ciepła, co może ostatecznie prowadzić do niekontrolowanej niekontrolowanej temperatury baterii.
1.5 Środowisko o wysokiej temperaturze:Długotrwała praca akumulatorów litowych w środowisku o wysokiej temperaturze może powodować dalszy wzrost temperatury wewnętrznej akumulatora, co prowadzi do niekontrolowanego nagrzewania.
2. Środki zaradcze zapobiegające niestabilności termicznej akumulatorów litowych
2.1 Popraw dokładność produkcji baterii:Ściśle kontroluj jakość płytek elektrodowych i separatorów w procesie produkcyjnym. Aby polaryzator był wolny od zadziorów, zastosowano wysoce precyzyjny sprzęt do cięcia, a w celu zapewnienia integralności i jednorodności membrany zastosowano zaawansowane metody kontroli jakości.
2.2 Optymalizacja doboru i proporcji materiału: Wybierz stabilne materiały i elektrolity na elektrody dodatnie i ujemne. W przypadku materiałów elektrod dodatnich, spełniając wymagania dotyczące gęstości energii, pierwszeństwo należy przyznać układom materiałowym o dobrej stabilności termicznej. Jednocześnie wybierz materiały elektrod ujemnych, które mogą utworzyć stabilną warstwę SEI i rozsądnie dostosuj skład elektrolitu, dodając pewne dodatki stabilne termicznie, aby powstrzymać rozkład elektrolitu.
2.3 Wzmocnienie kontroli jakości montażu baterii: Ustanów rygorystyczne procesy i standardy montażu, zapewnij dokładny montaż komponentów, takich jak elektrody i separatory, za pomocą zautomatyzowanego sprzętu montażowego oraz przeprowadź rygorystyczne testy szczelności zmontowanych akumulatorów.
2.4 Prawidłowe metody ładowania i rozładowywania:Aby uniknąć przeładowania i nadmiernego rozładowania, należy używać ładowarki spełniającej wymagania specyfikacji akumulatora. W przypadku urządzeń z akumulatorami litowymi należy ustawić rozsądne napięcia odcięcia ładowania i rozładowywania, a w oprogramowaniu urządzenia lub sprzęcie ładującym powinny być wbudowane inteligentne algorytmy ładowania, aby dynamicznie dostosowywać prąd i napięcie ładowania w zależności od stanu akumulatora.
2.5 Kontroluj temperaturę środowiska użytkowania:Staraj się unikać używania i przechowywania baterii w środowiskach o wysokiej temperaturze. Jeśli akumulator jest stosowany w sprzęcie pracującym w środowisku o wysokiej temperaturze, należy zainstalować skuteczne urządzenia rozpraszające ciepło, takie jak radiatory, wentylatory itp.
2.6 Regularna kontrola i konserwacja:W przypadku sprzętu zasilanego baterią litową, który jest używany przez długi czas, należy regularnie sprawdzać baterię, w tym kontrolę wzrokową (pod kątem wybrzuszeń, wycieków itp.) i testowanie wydajności (w celu sprawdzenia wskaźników takich jak pojemność i rezystancja wewnętrzna).
3. Krajowe i branżowe strategie reagowania na niestabilność termiczną akumulatorów litowych
3.1 Poprawa standardów obronnych: Krajowe Biuro Straży Pożarnej i inne odpowiednie wydziały zaproponowały poprawę standardów zapobiegania pożarom w budynkach, zmianę koncepcji zapobiegania i kontroli pożarów oraz zmniejszenie szkód spowodowanych niekontrolowaną temperaturą baterii litowych.
3.2 Wzmocnienie przełomów technologicznych: ZachęcajProducenci przyjmujący i powiązane przedsiębiorstwa w celu wzmocnienia badań i rozwoju technologicznego, ulepszenia procesów produkcyjnych i poprawy bezpieczeństwa kluczowych materiałów, takich jak elektrolity i membrany.
3.3 Promuj nowe technologie akumulatorów:Baterie półprzewodnikowe i inne nowe technologie akumulatorów charakteryzują się większą gęstością energii i bardziej stabilną wydajnością, co czyni je gorącym punktem badań nad nowymi pojazdami energetycznymi. Chociaż proces produkcji akumulatorów półprzewodnikowych jest złożony i kosztowny, przy ciągłym rozwoju technologii i redukcji kosztów oczekuje się, że w przyszłości zastąpi on akumulatory płynne i zmniejszy ryzyko niekontrolowanej niekontrolowanej temperatury.
4. Ścieżka rozwoju technologii bezpieczeństwa baterii litowych jest wciąż długa
Wraz z powszechnym zastosowaniem akumulatorów litowo-jonowych w pojazdach elektrycznych, systemach magazynowania energii, przenośnych urządzeniach elektronicznych i innych dziedzinach, coraz większą uwagę zwraca się na kwestie ich bezpieczeństwa.
4.1 Badania i innowacje w zakresie materiałów akumulatorowych:
Obecnie akumulatory litowo-jonowe opierają się głównie na materiałach elektrod dodatnich, takich jak tlenek litu i kobaltu oraz tlenek litu, niklu, manganu i kobaltu, a także materiałach elektrod ujemnych na bazie grafitu lub krzemu. Materiały te mogą stwarzać zagrożenia dla bezpieczeństwa, takie jak niestabilność termiczna i zwarcia podczas procesu ładowania i rozładowywania.
Dlatego badanie bezpieczniejszych i bardziej stabilnych materiałów akumulatorowych jest ważnym kierunkiem technologii bezpieczeństwa akumulatorów litowych. Na przykład akumulatory półprzewodnikowe cieszą się dużym zainteresowaniem ze względu na większą gęstość energii i większe bezpieczeństwo.
4.2 Optymalizacja Systemu Zarządzania Baterią (BMS):
BMS to jeden z podstawowych elementów akumulatorów litowo-jonowych, odpowiedzialny za monitorowanie napięcia, prądu, temperatury i innych parametrów pakietu akumulatorów oraz kontrolowanie ładowania i rozładowywania w oparciu o te parametry.
Optymalizując algorytm BMS i konstrukcję sprzętu, można poprawić bezpieczeństwo pakietu akumulatorów. Na przykład monitorując stan akumulatora w czasie rzeczywistym, można wykryć potencjalne problemy związane z bezpieczeństwem i szybko je rozwiązać.
4.3 Postęp w technologii zarządzania temperaturą akumulatorów:
Baterie litowo-jonowe wytwarzają ciepło podczas pracy, a jeśli ciepło nie zostanie rozproszone w odpowiednim czasie, może spowodować wzrost temperatury baterii, co prowadzi do problemów z bezpieczeństwem.
Dlatego też badania nad bardziej wydajną technologią zarządzania temperaturą akumulatorów są również ważnym kierunkiem w zakresie technologii bezpieczeństwa akumulatorów litowych. Na przykład przyjęcie chłodzenia cieczą, chłodzenia powietrzem i innych metod rozpraszania ciepła, a także opracowywanie bardziej wydajnych zintegrowanych rozwiązań dla systemów zarządzania ciepłem.
4.4 Udoskonalanie technologii produkcji i testowania akumulatorów:
Proces produkcji akumulatorów litowo-jonowych ma istotny wpływ na ich żywotnośćbezpieczeństwo. Na przykład defekty i zanieczyszczenia wewnątrz akumulatora mogą powodować problemy z bezpieczeństwem.
Dlatego doskonalenie technologii kontroli jakości i testowania w procesie produkcji akumulatorów jest również ważną częścią technologii bezpieczeństwa akumulatorów litowych. Stosując bardziej zaawansowany sprzęt produkcyjny i metody testowania, można ograniczyć defekty i zanieczyszczenia wewnątrz akumulatora, a także poprawić bezpieczeństwo akumulatora.
4.5 Formułowanie i doskonalenie przepisów i standardów:
Wraz z powszechnym stosowaniem akumulatorów litowo-jonowych odpowiednie przepisy i normy są stale udoskonalane. Te przepisy i normy określają jasne wymagania i regulacje dotyczące bezpieczeństwa akumulatorów litowo-jonowych.
Dlatego też wzmocnienie formułowania i doskonalenie przepisów i standardów jest również ważnym kierunkiem rozwoju technologii bezpieczeństwa akumulatorów litowych. Formułując bardziej rygorystyczne przepisy i standardy, można promować ciągły postęp i doskonalenie technologii bezpieczeństwa akumulatorów litowych.