Giới thiệu sự thoát nhiệt của pin Lithium-ion điện

Nhờ sự quan tâm nồng nhiệt của năng lượng mới, ngành công nghiệp pin lithium-ion điện cũng thu hút được nhiều sự chú ý. Pin lithium-ion điện là nguồn điện cho các công cụ cung cấp điện. Nó chủ yếu cung cấp điện cho xe điện, xe buýt điện, xe đạp điện và xe tham quan.

Tập trung vào sự mất kiểm soát nhiệt của pin lithium-ion điện (chủ yếu là sự mất kiểm soát nhiệt ở nhiệt độ cao), bài báo này thảo luận về các yếu tố khác nhau ảnh hưởng đến sự an toàn của pin lithium-ion và cách cải thiện hơn nữa sự an toàn của pin lithium-ion. Ba nguyên nhân gây ra sự mất kiểm soát nhiệt của pin lithium-ion điện và một số phương pháp xử lý và đề xuất được đưa ra.

Cảm ứng nhiệt

Thông thường, cảm ứng nhiệt là pin điện hoạt động trong môi trường nhiệt độ cao, bao gồm cháy bên ngoài, tản nhiệt pin kém, v.v. Ở nhiệt độ cao bên ngoài, do đặc điểm cấu trúc của pin lithium-ion, màng SEI và chất điện phân sẽ có phản ứng phân tích và các chất phân tích của chất điện phân cũng sẽ phản ứng với các điện cực dương và âm. Màng ngăn của cell sẽ tan chảy để phân tích và nhiều phản ứng khác nhau sẽ dẫn đến sự xuất hiện của một lượng nhiệt lớn. Sự tan chảy của màng ngăn dẫn đến đoản mạch bên trong và giải phóng năng lượng điện làm tăng nhiệt độ. Việc sử dụng phá hủy tích lũy và củng cố lẫn nhau này sẽ dẫn đến vỡ lớp màng chống nổ của cell, chất điện phân bị đẩy ra, cháy và cháy.

Về vấn đề này, các nhà sản xuất có thể giải quyết theo hai khía cạnh: thiết kế pin và hệ thống quản lý pin BMS. Theo quan điểm thiết kế pin, có thể phát triển vật liệu để bảo vệ chống lại sự mất kiểm soát nhiệt và ngăn chặn phản ứng mất kiểm soát nhiệt; Theo quan điểm quản lý pin, có thể dự đoán các phạm vi nhiệt độ khác nhau có nghĩa là các mức độ an toàn khác nhau, để thực hiện báo động phân cấp.

Hiện nay, pin lithium-ion của xe điện trên thị trường có chứa hệ thống quản lý nhiệt, sử dụng các phương pháp làm mát bằng không khí hoặc làm mát bằng nước để tản nhiệt cho pin. Người dùng có liên quan nên bắt đầu từ thói quen sử dụng của mình để loại bỏ các động cơ nhiệt, chẳng hạn như bảo vệ xe khỏi ánh nắng trực tiếp, không để chất dễ cháy trong xe, v.v. đồng thời, họ nên luôn luôn có bình chữa cháy trên xe để loại bỏ các yếu tố tự bốc cháy. Ngoài ra, luôn chú ý đến thông tin nhiệt độ pin trên bảng điều khiển hoặc màn hình điều khiển trung tâm. Nói chung, nhiệt độ làm việc của cụm pin là từ 40 ℃ đến 50 ℃, không có lợi cho việc sử dụng pin nếu cao hơn hoặc thấp hơn phạm vi nhiệt độ này.

Cảm ứng điện hóa

Tạp chất trong quá trình sản xuất pin, các hạt kim loại, sự co ngót của quá trình phóng điện tích, sự giải phóng lithium, v.v. có thể gây ra hiện tượng đoản mạch bên trong. Hiện tượng đoản mạch bên trong này xảy ra chậm trong một thời gian rất dài và chúng ta không biết khi nào nó sẽ thoát khỏi sự kiểm soát nhiệt. Nếu tiến hành thí nghiệm, việc xác minh không thể lặp lại. Hiện tại, các chuyên gia trên toàn thế giới vẫn chưa tìm ra quy trình có thể lặp lại hiện tượng đoản mạch bên trong do tạp chất gây ra và họ đều đang nghiên cứu.

Để giải quyết vấn đề này, trước tiên, cải thiện quy trình sản xuất và giảm tạp chất trong quá trình sản xuất pin. Điều này đòi hỏi phải lựa chọn các nhà sản xuất pin có chất lượng sản phẩm tốt. Thứ hai, phải tiến hành dự đoán an toàn về hiện tượng đoản mạch bên trong. Trước khi xảy ra hiện tượng mất kiểm soát nhiệt, phải tìm ra monome có hiện tượng đoản mạch bên trong. Điều này có nghĩa là chúng ta phải tìm ra các thông số đặc trưng của monome và chúng ta có thể bắt đầu bằng tính nhất quán. Pin không nhất quán và điện trở bên trong cũng không nhất quán. Chỉ cần tìm ra monome có biến thiên ở giữa là có thể phân biệt được. Chi tiết hơn, dạng phương trình của mạch tương đương của pin thường và mạch tương đương có hiện tượng đoản mạch cực nhỏ thực chất là giống nhau, nhưng các thông số của monome thường và monome có hiện tượng đoản mạch cực nhỏ đã thay đổi. Có thể nghiên cứu các thông số này để thấy được một số đặc điểm trong biến thiên của hiện tượng đoản mạch bên trong.

Một số lượng lớn các ion lithium được nhúng vào điện cực âm của pin ở trạng thái sạc đầy. Sau khi sạc quá mức, kết tủa lithium xảy ra trên điện cực âm, kết tinh kim loại lithium giống như kim xảy ra, đâm thủng màng ngăn và xảy ra đoản mạch. Trong hệ thống quản lý pin BMS, sẽ có chiến lược bảo vệ quá tải. Khi hệ thống kiểm tra thấy điện áp pin đạt đến ngưỡng, nó sẽ tắt mạch sạc để bảo vệ pin. Mặc dù nhà sản xuất sẽ phát hiện hiệu suất điện của một số đoàn tàu cho BMS trước khi rời khỏi nhà máy, nhưng để ngăn ngừa, người dùng không nên sạc xe điện trong thời gian dài và hãy chọn thiết bị sạc chính thức để loại bỏ nguy cơ tiềm ẩn của việc sạc quá mức.

Khuyến khích cơ học và điện

Va chạm là một cách điển hình của sự tiếp xúc cơ học làm nóng không kiểm soát được, tức là hư hỏng pin do tai nạn va chạm xe hơi. Khi pin bị hỏng, cũng sẽ có hiện tượng đoản mạch bên trong và nóng không kiểm soát được. Tuy nhiên, hiện tượng đoản mạch này khác với hiện tượng đoản mạch do cảm ứng điện hóa gây ra. Hư hỏng cơ học thường xảy ra ngay lập tức. Tương ứng với các tai nạn đột ngột trong cuộc sống thực, va chạm mạnh, lật xe và đùn có thể dẫn đến hư hỏng cơ học của pin trong thời gian rất ngắn.

Cách xử lý hiện tượng nóng tiếp xúc do va chạm (Cơ học) ngoài tầm kiểm soát là thực hiện tốt công tác thiết kế bảo vệ an toàn kết cấu của pin. Do đó, có ba lộ trình thiết kế như sau:

Thiết kế kết cấu lắp ráp: khung nhựa hỗ trợ + kết cấu lắp ráp đai thép được siết chặt trước và bộ khung có độ bền cao;

Thiết kế nhẹ chống va chạm: tối ưu hóa cấu trúc CAE chống va chạm; Mô-đun pin đáp ứng yêu cầu về độ bền, trọng lượng nhẹ và hiệu suất nhóm khối của hệ thống vỏ vuông là 90%;

Công nghệ định vị và khóa bộ pin: sử dụng cơ chế tự khóa giới hạn và cơ chế khóa đơn để định vị và khóa chính xác bộ pin.

Một số chuyên gia cho rằng ắc quy xe điện phải đáp ứng các yêu cầu liên quan đến hiệu suất và an toàn, và việc phát hiện và xác minh an toàn phải đáp ứng các yêu cầu an toàn về phát hiện nhiệt (nguy cơ nhiệt độ cao, độ ổn định nhiệt, không có chu kỳ quản lý nhiệt, chu kỳ sốc nhiệt, khả năng chống lan truyền thụ động), phát hiện điện (ngắn mạch, quá tải và xả quá mức) và phát hiện cơ học (va đập, rơi, đâm thủng, lăn, nhúng và nghiền). Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là các công ty sản xuất ắc quy lithium-ion điện có thể yên tâm. An toàn là vô hạn và việc cải thiện an toàn cho xe điện đòi hỏi sự nỗ lực chung của nhà nước, các viện nghiên cứu khoa học và toàn bộ chuỗi công nghiệp ắc quy lithium-ion điện.

Trong hơn 100 năm lịch sử phát triển của xe chạy bằng nhiên liệu, tai nạn liên tục xảy ra. Sự thụt lùi là quy luật phát triển của bất kỳ thứ gì. Do đó, đối với mọi loại tai nạn, các chuỗi công nghiệp xe điện không nên dừng lại mà phải xem xét và cải thiện các vấn đề và thiếu sót của chính mình. Đồng thời, chúng ta cũng nên nhận ra rằng yêu cầu về an toàn của người tiêu dùng là vô tận và chúng ta nên coi an toàn là điều kiện tiên quyết để đáp ứng mọi chức năng. DGBELL có thể cung cấp Máy kiểm tra sự mất kiểm soát nhiệt . Chúng tôi đã tham gia vào sản xuất buồng kiểm tra pin hơn 15 năm. Chỉ cần cho chúng tôi biết loại pin bạn cần kiểm tra, chúng tôi sẽ cung cấp cho bạn giải pháp hoàn hảo trong vòng 12 giờ.