Как можно контролировать «тепловой побег»? (1)

Как можно « тепловой разгон » контролировать ??

В последнее время часто случаются аварии, связанные с самовозгоранием транспортных средств, работающих на новых источниках энергии, а литиевые батареи часто попадают в заголовки новостей из-за «термического выхода из-под контроля». Данные показывают, что в 2021 году количество автомобилей на новых источниках энергии в Китае достигло 7,84 миллиона, а по всей стране произошло 3000 пожаров.

Что касается чисто электрических транспортных средств, то беспокойство пользователей по поводу пробега и взрыв, вызванный «перегревом» аккумулятора, всегда были в центре внимания внутри отрасли. Эффективность системы терморегулирования и производительность терморегулирования аккумулятора также напрямую влияют на пробег при перезарядке и безопасность аккумулятора.

По расчетам с учетом национального владения автотранспортными средствами и несчастных случаев, связанных с самовозгоранием, несчастные случаи из-за возгорания транспортных средств, работающих на топливе, составляют около 2-4 в год на 10 000 единиц, тогда как несчастные случаи с автомобилями, работающими на новых источниках энергии, составляют около 0,9-1,2. Однако с точки зрения принципа и результата конфликта между ними «вредность» новых энергетических транспортных средств еще выше. Чистые электромобили, оснащенные литиевыми батареями, выделяют тепло после термического разгона, вызывая короткое замыкание, которое за короткий период времени приводит к возгоранию, а пожар внутри батареи вызывает цепную реакцию, что приводит к очень быстрому спасению людей внутри автомобиля. Кроме того, пожар литиевых батарей еще и более опасен. С одной стороны, температура пожара высока, поэтому для остывания даже после тушения пожара необходимо большое количество воды; с другой стороны, литиевые батареи имеют опасность повторного возгорания после разрушения.

Механизм термического разгона литиевой батареи

Химическая реакция, происходящая при термическом разгоне литий-ионных аккумуляторов, представляет собой сложный и непрерывный процесс, который не достигается в одночасье, а осуществляется поэтапно в течение всего процесса.

Причиной опасности литий-ионных аккумуляторов является возникновение экзотермической реакции внутри аккумулятора, что обычно вызвано:

(1) Перегрузка : поведение при работе, не соответствующее спецификации. Например, когда литий-ионный аккумулятор перезаряжен, материал положительного электрода продолжает подвергаться реакции деинтеркаляции лития, вызывая окисление и разложение электролита с выделением большого количества тепла, и тогда риск термического выхода из-под контроля будет значительно увеличен;

(2) Прокалывание : литий-ионные батареи будут образовывать литиевые дендриты на поверхности отрицательного электрода во время длительной езды на велосипеде, некоторые из которых отпадут, образуя «мертвый литий», а другие будут продолжать расти и пробивать сепаратор, что приведет к короткому замыканию батареи;

(3) Высокая температура : все электролитные растворители представляют собой легковоспламеняющиеся карбонатные и карбоксилатные органические растворители, которые под действием высокой температуры и высокого давления подвергаются окислительному разложению и выделяют много тепла, что приводит к выходу из строя;

(4) Высокое напряжение : образование пленки на границе фаз твердого электролита (SEI) нестабильно, и она разлагается под высоким напряжением, выделяя тепло;

(5) Повреждение под действием внешней силы : такие проблемы, как разрушение конструкции батареи, разрыв SEI-пленки, утечка электролита и внутреннее короткое замыкание, могут возникнуть при повреждении под действием внешних сил, таких как вибрация, выдавливание, столкновение и пожар.

Можно сказать, что помимо самовозгорания самой батареи внешние факторы, такие как сильное столкновение, выдавливание и преодоление препятствий, также могут вызвать короткое замыкание внутренних компонентов, что приводит к самовозгоранию. Стоит отметить, что вышеуказанные реакции не протекают независимо, и в какой-то момент возможно одновременное протекание нескольких реакций.