Sekirite batri ityòm

Batri ityòm yo gen avantaj ki genyen nan portabilite ak chaje vit, kidonk poukisa pil plon-asid ak lòt pil segondè toujou ap sikile nan mache a?
Anplis de pwoblèm pri ak diferan domèn aplikasyon, yon lòt rezon se sekirite.
Lityòm se metal ki pi aktif nan mond lan.Paske karakteristik chimik li yo twò aktif, lè metal ityòm ekspoze a lè a, li pral gen yon reyaksyon oksidasyon feròs ak oksijèn, kidonk li gen tandans fè eksplozyon, konbisyon ak lòt fenomèn.Anplis de sa, reyaksyon redox ap fèt tou andedan batri ityòm pandan chaje ak egzeyat.Eksplozyon ak konbisyon espontane yo sitou ki te koze pa akimilasyon, difizyon ak lage batri ityòm apre chofaj.Nan ti bout tan, batri ityòm yo pral jenere anpil chalè pandan pwosesis la chaje ak egzeyat, ki pral mennen nan ogmantasyon nan tanperati a entèn nan batri a ak tanperati a inegal ant pil endividyèl, kidonk sa ki lakòz pèfòmans nan enstab nan batri a.
Konpòtman ensekirite nan batri ityòm-ion tèmik runaway (ki gen ladan surcharge batri ak overdischarge, chaj rapid ak egzeyat, kous kout, kondisyon abi mekanik, chòk tèmik tanperati ki wo, elatriye) gen chans rive nan deklanche reyaksyon segondè danjere andedan batri a ak jenere chalè, dirèkteman domaje fim nan pasif sou elektwòd negatif la ak sifas elektwòd pozitif.
Gen anpil rezon pou deklanche aksidan tèmik ki sove nan pil ityòm ion.Dapre karakteristik yo nan deklanche, li ka divize an deklanche abi mekanik, deklanche abi elektrik ak deklanche abi tèmik.Abi mekanik: refere a akuponktur, ekstrizyon ak enpak objè lou ki te koze pa kolizyon machin;Abi elektrik: jeneralman koze pa move jesyon vòltaj oswa echèk eleman elektrik, ki gen ladan sikwi kout, surcharge ak overdischarge;Abi chalè: ki te koze pa surchof ki te koze pa move jesyon tanperati.

Twa metòd deklanche sa yo gen rapò.Abi mekanik pral jeneralman lakòz deformation oswa rupture nan dyafram batri a, sa ki lakòz kontak dirèk ant poto pozitif ak negatif nan batri a ak kous kout, sa ki lakòz abi elektrik;Sepandan, anba kondisyon abi elektrisite, jenerasyon chalè a tankou chalè Joule ogmante, sa ki lakòz tanperati batri a monte, ki devlope nan abi chalè, plis deklanche chèn kalite chalè jenerasyon reyaksyon bò andedan batri a, epi finalman mennen nan ensidan an. nan chalè batri sove.
Batri tèmik runaway ki te koze pa lefèt ke pousantaj jenerasyon chalè nan batri a pi wo pase to a dissipation chalè, ak chalè a akimile nan yon gwo kantite men se pa gaye nan tan.Nan sans, "evite tèmik" se yon pwosesis sik pozitif enèji fidbak: tanperati k ap monte a pral lakòz sistèm nan vin cho, ak tanperati a ap monte apre sistèm nan vin cho, ki an vire pral fè sistèm nan vin pi cho.
Pwosesis la nan tèmik runaway: lè tanperati entèn batri a monte, fim SEI sou sifas fim SEI a dekonpoze anba tanperati ki wo, ityòm ion ki entegre nan grafit la pral reyaji ak elektwolit la ak lyan an, plis pouse tanperati batri a monte. a 150 ℃, ak yon nouvo reyaksyon èzotèmik vyolan pral rive nan tanperati sa a.Lè tanperati batri a rive pi wo pase 200 ℃, materyèl katod la dekonpoze, lage yon gwo kantite chalè ak gaz, ak batri a kòmanse gonfle ak kontinyèlman chofe.Anòd ityòm entegre a te kòmanse reyaji ak elektwolit la nan 250-350 ℃.Materyèl la chaje katod kòmanse sibi reyaksyon dekonpozisyon vyolan, ak elektwolit la sibi reyaksyon oksidasyon vyolan, divilge yon gwo kantite chalè, jenere tanperati ki wo ak yon gwo kantite gaz, sa ki lakòz konbisyon ak eksplozyon nan batri a.
Pwoblèm nan presipitasyon dendrite ityòm pandan surcharge: Apre batri ityòm cobalate la konplètman chaje, yon gwo kantite iyon ityòm rete nan elektwòd pozitif la.Sa vle di, katod la pa ka kenbe plis iyon ityòm tache ak katod la, men nan eta a twò chaje, iyon yo ityòm depase sou katod la ap toujou naje nan katod la.Paske yo pa ka konplètman genyen, ityòm metal ap fòme sou katod la.Piske ityòm metal sa a se yon kristal dendritik, li rele dendrite.Si dendrite a twò lontan, li fasil pou pèse dyafram nan, sa ki lakòz entèn kous kout.Kòm eleman prensipal elektwolit la se kabonat, pwen ignisyon li yo ak pwen bouyi yo ba, kidonk li pral boule oswa menm eksploze nan tanperati ki wo.

Si li se yon batri ityòm polymère, elektwolit la se koloidal, ki gen tandans fè konbisyon pi vyolan.Yo nan lòd yo rezoud pwoblèm sa a, syantis yo eseye ranplase materyèl katod ki pi an sekirite.Materyèl la nan batri ityòm manganate gen sèten avantaj.Li ka asire ke ion ityòm nan elektwòd pozitif la ka konplètman entegre nan twou kabòn nan elektwòd negatif la anba eta chaj plen, olye pou yo gen sèten résidus nan elektwòd pozitif la tankou kobalat ityòm, ki nan yon sèten mezi evite jenerasyon an nan. dandrit.Estrikti ki estab nan ityòm manganate fè pèfòmans oksidasyon li yo pi ba anpil pase sa yo ki nan ityòm cobalate.Menm si gen yon kous ekstèn kout (olye ke yon kous kout entèn), li ka fondamantalman evite konbisyon ak eksplozyon ki te koze pa presipitasyon metal ityòm.Lityòm fè fosfat gen pi wo estabilite tèmik ak pi ba kapasite oksidasyon nan elektwolit, kidonk li gen gwo sekirite.
Se atténuation nan aje nan batri ityòm ion manifeste pa atenuasyon kapasite ak ogmantasyon rezistans entèn, ak mekanis entèn aje li yo gen ladan pèt nan materyèl aktif pozitif ak negatif ak pèt nan iyon ityòm ki disponib.Lè materyèl katod la gen laj ak pouri, ak kapasite katod la ensifizan, risk pou evolisyon ityòm soti nan katod la gen plis chans rive.Anba kondisyon an nan plis egzeyat, potansyèl la nan katod a ityòm ap monte pi wo a 3V, ki se pi wo pase potansyèl la dissolution nan kòb kwiv mete, sa ki lakòz yap divòse nan pèseptè kòb kwiv mete.Iyon kòb kwiv mete fonn yo pral presipite sou sifas katod la epi fòme dendrit kòb kwiv mete.Dendrit Copper pral pase nan dyafram nan, sa ki lakòz kous kout entèn, ki seryezman afekte pèfòmans sekirite batri a.
Anplis de sa, rezistans nan surcharge nan pil aje ap diminye nan yon sèten limit, sitou akòz ogmantasyon nan rezistans entèn ak diminisyon nan sibstans ki sou pozitif ak negatif aktif, sa ki lakòz ogmantasyon nan chalè joule pandan pwosesis la surcharge nan pil.Anba mwens surcharge, reyaksyon segondè yo ka deklanche, sa ki lakòz evasyon tèmik nan pil.An tèm de estabilite tèmik, evolisyon ityòm soti nan katod la ap mennen nan yon bès byen file nan estabilite nan tèmik nan batri a.
Nan yon mo, pèfòmans sekirite batri ki gen laj yo pral redwi anpil, ki pral seryezman mete an danje sekirite batri a.Solisyon ki pi komen se ekipe sistèm depo enèji batri a ak yon sistèm jesyon batri (BMS).Pou egzanp, 8000 18650 pil yo itilize nan Tesla Model S ka reyalize siveyans an tan reyèl nan divès paramèt fizik batri a, evalye estati itilizasyon batri a, epi fè dyagnostik sou entènèt ak avètisman bonè atravè sistèm jesyon batri li yo.An menm tan an, li kapab tou fè egzeyat ak kontwòl pre chaj, jesyon balans batri ak jesyon tèmik.