Leo, makampuni mbalimbali ya magari yanatumia betri za lithiamu kwa kiwango kikubwa katika betri za umeme, na msongamano wa nishati unazidi kuongezeka, lakini watu bado wanavutiwa na usalama wa betri za umeme, na sio suluhisho zuri kwa usalama wa betri. Kukimbia kwa joto ndio kitu kikuu cha utafiti cha usalama wa betri za umeme, na inafaa kuzingatia.
Kwanza kabisa, hebu tuelewe ni nini kinachosababisha joto. Joto linalokimbia ni jambo la mmenyuko wa mnyororo linalosababishwa na vichochezi mbalimbali, na kusababisha kiwango kikubwa cha joto na gesi hatari zinazotolewa na betri ndani ya muda mfupi, ambazo zinaweza hata kusababisha betri kuwaka moto na kulipuka katika visa vikali. Kuna sababu nyingi za kutokea kwa joto linalokimbia, kama vile kuongezeka kwa joto, kuchaji kupita kiasi, mzunguko mfupi wa ndani, mgongano, n.k. Joto linalokimbia la betri mara nyingi huanza kutokana na kuharibika kwa filamu hasi ya SEI kwenye seli ya betri, ikifuatiwa na kuharibika na kuyeyuka kwa diaphragm, na kusababisha elektrodi hasi na elektroliti, ikifuatiwa na kuharibika kwa elektrodi chanya na elektroliti, na hivyo kusababisha mzunguko mfupi wa ndani mkubwa, na kusababisha elektroliti kuwaka, ambayo kisha huenea kwa seli zingine, na kusababisha joto linalokimbia sana na kuruhusu pakiti nzima ya betri kutoa mwako wa ghafla.
Sababu za kutoweka kwa joto zinaweza kugawanywa katika sababu za ndani na nje. Sababu za ndani mara nyingi husababishwa na saketi fupi za ndani; sababu za nje husababishwa na matumizi mabaya ya mitambo, matumizi mabaya ya umeme, matumizi mabaya ya joto, n.k.
Mzunguko mfupi wa ndani, ambao ni mguso wa moja kwa moja kati ya vituo chanya na hasi vya betri, hutofautiana sana katika kiwango cha mguso na mmenyuko unaofuata unaosababishwa. Kawaida mzunguko mfupi mkubwa wa ndani unaosababishwa na matumizi mabaya ya kiufundi na joto utasababisha moja kwa moja kupotea kwa joto. Kwa upande mwingine, mizunguko mifupi ya ndani inayojitokeza yenyewe ni midogo, na joto linalozalisha ni dogo sana kiasi kwamba halisababishi kupotea kwa joto mara moja. Ukuaji wa ndani kwa kawaida hujumuisha kasoro za utengenezaji, kuzorota kwa sifa mbalimbali zinazosababishwa na kuzeeka kwa betri, kama vile kuongezeka kwa upinzani wa ndani, amana za chuma za lithiamu zinazosababishwa na matumizi mabaya ya muda mrefu, n.k. Kadri muda unavyoongezeka, hatari ya mzunguko mfupi wa ndani unaosababishwa na sababu hizo za ndani itaongezeka polepole.
Matumizi mabaya ya kiufundi, hurejelea ubadilikaji wa monoma ya betri ya lithiamu na pakiti ya betri chini ya ushawishi wa nguvu ya nje, na uhamishaji wa sehemu tofauti zenyewe. Aina kuu dhidi ya seli ya umeme ni pamoja na mgongano, uondoaji na kutobolewa. Kwa mfano, kitu kigeni kilichoguswa na gari kwa kasi kubwa kilisababisha moja kwa moja kuanguka kwa diaphragm ya ndani ya betri, ambayo nayo ilisababisha mzunguko mfupi ndani ya betri na kusababisha mwako wa ghafla ndani ya muda mfupi.
Matumizi mabaya ya umeme ya betri za lithiamu kwa ujumla hujumuisha mzunguko mfupi wa nje, chaji kupita kiasi, utoaji wa umeme kupita kiasi aina kadhaa, ambazo zina uwezekano mkubwa wa kukua na kuwa mtiririko wa joto hadi chaji kupita kiasi. Mzunguko mfupi wa nje hutokea wakati kondakta wawili wenye shinikizo tofauti wameunganishwa nje ya seli. Kaptura za nje kwenye pakiti za betri zinaweza kusababishwa na mabadiliko yanayosababishwa na migongano ya magari, kuzamishwa kwa maji, uchafuzi wa kondakta au mshtuko wa umeme wakati wa matengenezo. Kwa kawaida, joto linalotolewa kutoka kwa mzunguko mfupi wa nje halipashi betri joto tofauti na kutobolewa. Kiungo muhimu kati ya mzunguko mfupi wa nje na mtiririko wa joto ni halijoto inayofikia kiwango cha joto kupita kiasi. Ni wakati joto linalozalishwa na mzunguko mfupi wa nje haliwezi kutawanyika vizuri ndipo halijoto ya betri huongezeka na halijoto ya juu husababisha mtiririko wa joto kupita kiasi. Kwa hivyo, kukata mkondo wa mzunguko mfupi au kuondoa joto kupita kiasi ni njia za kuzuia mzunguko mfupi wa nje kutoa uharibifu zaidi. Kuchaji kupita kiasi, kwa sababu ya kujaa kwake nishati, ni mojawapo ya hatari kubwa zaidi za matumizi mabaya ya umeme. Uzalishaji wa joto na gesi ni sifa mbili za kawaida za mchakato wa kuchaji kupita kiasi. Uzalishaji wa joto hutokana na joto la ohmic na athari za pembeni. Kwanza, dendriti za lithiamu hukua kwenye uso wa anodi kutokana na upachikaji mwingi wa lithiamu.
Hatua za ulinzi dhidi ya joto linalopita:
Katika hatua ya joto inayojizalisha yenyewe ili kuzuia kutoroka kwa joto kwa kiini, tuna chaguzi mbili, moja ni kuboresha na kuboresha nyenzo za kiini, kiini cha kutoroka kwa joto kiko katika uthabiti wa vifaa vya elektrodi chanya na hasi na elektroliti. Katika siku zijazo, tunahitaji pia kufanya mafanikio ya juu katika mipako ya nyenzo za kathodi, urekebishaji, utangamano wa elektroliti na elektrodi zenye usawa, na kuboresha upitishaji wa joto wa kiini. Au chagua elektroliti yenye usalama wa hali ya juu ili kucheza athari ya kizuia moto. Pili, ni muhimu kupitisha suluhisho bora za usimamizi wa joto (Hita ya Kupoeza ya PTC/ Hita ya Hewa ya PTC) kutoka nje ili kukandamiza ongezeko la joto la betri ya Li-ion, ili kuhakikisha kwamba filamu ya SEI ya seli haitapanda hadi kiwango cha kuyeyuka, na kwa kawaida, kutoweka kwa joto hakutatokea.
Muda wa chapisho: Machi-17-2023
