Hoy en día, varias empresas de automóviles están utilizando baterías de litio a gran escala en baterías eléctricas, y la densidad de energía es cada vez mayor, pero la gente todavía está coloreada por la seguridad de las baterías eléctricas y no es una buena solución para la seguridad de baterías.La fuga térmica es el principal objeto de investigación sobre la seguridad de las baterías eléctricas y vale la pena centrarse en él.
En primer lugar, comprendamos qué es la fuga térmica.La fuga térmica es un fenómeno de reacción en cadena desencadenado por varios factores desencadenantes, que provoca que la batería emita una gran cantidad de calor y gases nocivos en un corto período de tiempo, lo que puede incluso provocar que la batería se incendie y explote en casos graves.Hay muchas razones para la aparición de fuga térmica, como sobrecalentamiento, sobrecarga, cortocircuito interno, colisión, etc. La fuga térmica de la batería a menudo comienza con la descomposición de la película SEI negativa en la celda de la batería, seguida de la descomposición y fusión. del diafragma, lo que resulta en el electrodo negativo y el electrolito, seguido de la descomposición tanto del electrodo positivo como del electrolito, lo que desencadena un cortocircuito interno a gran escala, provocando que el electrolito se queme, que luego se propaga a otras celdas, causando una fuga térmica grave y permite que todo el paquete de baterías produzca una combustión espontánea.
Las causas de la fuga térmica se pueden dividir en causas internas y externas.Las causas internas suelen deberse a cortocircuitos internos;Las causas externas se deben a abuso mecánico, abuso eléctrico, abuso térmico, etc.
Un cortocircuito interno, que es un contacto directo entre los terminales positivo y negativo de la batería, varía mucho en el grado de contacto y la reacción posterior desencadenada.Por lo general, un cortocircuito interno masivo causado por abuso mecánico y térmico desencadenará directamente una fuga térmica.Por el contrario, los cortocircuitos internos que se desarrollan por sí solos son relativamente menores y el calor que generan es tan pequeño que no desencadena inmediatamente una fuga térmica.El autodesarrollo interno comúnmente incluye defectos de fabricación, deterioro de diversas propiedades causado por el envejecimiento de la batería, como mayor resistencia interna, depósitos de metal de litio causados por un mal uso leve a largo plazo, etc. A medida que se acumula el tiempo, aumenta el riesgo de cortocircuito interno causado por tales Las causas internas aumentarán gradualmente.
El abuso mecánico se refiere a la deformación del monómero de la batería de litio y del paquete de baterías bajo la acción de una fuerza externa y el desplazamiento relativo de diferentes partes del mismo.Las principales formas contra la celda eléctrica incluyen colisión, extrusión y perforación.Por ejemplo, un objeto extraño tocado por el vehículo a alta velocidad provocó directamente el colapso del diafragma interno de la batería, lo que a su vez provocó un cortocircuito dentro de la batería y desencadenó una combustión espontánea en un corto período de tiempo.
El abuso eléctrico de las baterías de litio generalmente incluye cortocircuito externo, sobrecarga y sobredescarga de varias formas, lo que es más probable que se convierta en una fuga térmica que provoque una sobrecarga.El cortocircuito externo ocurre cuando dos conductores con presión diferencial se conectan fuera de la celda.Los cortocircuitos externos en los paquetes de baterías pueden deberse a la deformación causada por colisiones de vehículos, inmersión en agua, contaminación de conductores o descargas eléctricas durante el mantenimiento.Normalmente, el calor liberado por un cortocircuito externo no calienta la batería a diferencia de un pinchazo.El vínculo importante entre un cortocircuito externo y una fuga térmica es la temperatura que alcanza el punto de sobrecalentamiento.Cuando el calor generado por el cortocircuito externo no se puede disipar bien, la temperatura de la batería aumenta y la alta temperatura provoca una fuga térmica.Por lo tanto, cortar la corriente de cortocircuito o disipar el exceso de calor son formas de impedir que el cortocircuito externo produzca más daños.La sobrecarga, debido a su carga de energía, es uno de los mayores riesgos de abuso eléctrico.La generación de calor y gas son dos características comunes del proceso de sobrecarga.La generación de calor proviene del calor óhmico y de reacciones secundarias.En primer lugar, las dendritas de litio crecen en la superficie del ánodo debido a una excesiva incrustación de litio.
Medidas de protección térmica contra fugas:
En la etapa de calor autogenerado para inhibir la fuga térmica del núcleo, tenemos dos opciones, una es mejorar y actualizar el material del núcleo, la esencia de la fuga térmica radica principalmente en la estabilidad de los materiales de los electrodos positivos y negativos y electrólito.En el futuro, también necesitaremos lograr mayores avances en el recubrimiento del material del cátodo, la modificación, la compatibilidad del electrolito y el electrodo homogéneos y la mejora de la conductividad térmica del núcleo.O elija el electrolito con alta seguridad para desempeñar el efecto de retardante de llama.En segundo lugar, es necesario adoptar soluciones eficientes de gestión térmica (Calentador de refrigerante PTC/ Calentador de aire PTC) desde el exterior para suprimir el aumento de temperatura de la batería de iones de litio, a fin de garantizar que la película SEI de la celda no alcance la temperatura de disolución y, naturalmente, no se produzca una fuga térmica.
Hora de publicación: 17-mar-2023
