Обзор

Чем чаще случаются несчастные случаи, вызванные литий-ионными батареями, людей больше беспокоит тепловой разгон батареи, поскольку тепловой разгон, происходящий в одном элементе, может распространить тепло на другие элементы, что приведет к отключению всей аккумуляторной системы.

Традиционно мы вызываем тепловой разгон путем нагрева, закрепления или перезарядки во время испытаний. Однако эти методы не могут ни контролировать тепловой разгон в конкретном элементе, ни их невозможно легко реализовать во время испытаний аккумуляторных систем. Недавно люди разрабатывают новый метод, вызывающий тепловой разгон. Примером является тест на распространение в новом стандарте IEC 62619: 2022, и предполагается, что этот метод будет широко использоваться в будущем. Цель этой статьи — представить некоторые новые методы, которые находятся в стадии исследования.

Лазерное излучение:

Лазерное излучение предназначено для нагрева небольшой площади лазерным импульсом высокой энергии. Тепло будет проводиться внутри материала. Лазерное излучение широко используется в таких областях обработки материалов, как сварка, соединение и резка. Обычно существуют следующие виды лазера:

• CO₂лазер: молекулярный газовый лазер на диоксиде углерода
• Полупроводниковый лазер: диодный лазер из GaAs или CdS.
• YAG-лазер: натриевый лазер из алюмоиттриевого граната.
• Оптическое волокно: лазер из стекловолокна с редкоземельным элементом.

Некоторые исследователи используют лазер мощностью 40 Вт, длиной волны 1000 нм и диаметром 1 мм для тестирования различных клеток.

Проведя компьютерную томографию не сработавшей клетки, можно обнаружить, что нет никакого структурного влияния, за исключением отверстия на поверхности. Это означает, что лазер является направленным и мощным, а область нагрева точной. Поэтому лазер — хороший способ тестирования. Мы можем контролировать переменную и точно рассчитывать входную и выходную энергию. Между тем, лазер обладает преимуществами нагрева и закрепления, такими как быстрый нагрев и более контролируемый. Лазер имеет больше преимуществ, таких как:

• Это может привести к выходу из-под контроля температуры и не будет нагревать соседние элементы. Это хорошо для характеристик теплового контакта.

• Это может стимулировать внутренний дефицит

• Он может потреблять меньше энергии и тепла за более короткое время, чтобы вызвать температурный разгон, что позволяет лучше контролировать испытание.

Термитная реакция:

Термитная реакция заключается в том, чтобы алюминий вступал в реакцию с оксидом металла при высокой температуре, и алюминий переходит в оксид алюминия. Поскольку энтальпия образования оксида алюминия очень низка (-1645 кДж/моль), он будет выделять много тепла. Термитный материал вполне доступен, и разные формулы могут генерировать разное количество тепла. Поэтому исследователи начинают испытания с термитного пакета емкостью 10 Ач.

Термит может легко вызвать тепловой разгон, но контролировать тепловложение непросто. Исследователи стремятся создать тепловой реактор, который будет герметичным и способным концентрировать тепло.

Мощная кварцевая лампа:

Теория: Поместите мощную кварцевую лампу под ячейку и разделите ячейку и лампу пластиной. В пластине необходимо просверлить отверстие, чтобы гарантировать проводимость энергии.

Испытание показывает, что для запуска температурного разгона требуется очень высокая мощность и длительное время, а температурный диапазон варьируется неравномерно. Причина может заключаться в том, что кварцевый свет не является направленным светом, а из-за слишком большой потери тепла он вряд ли точно вызовет тепловой разгон. Между тем энергозатраты не точны. Идеальным испытанием на тепловой разгон является контроль энергии срабатывания и снижение избыточного входного значения, чтобы уменьшить влияние на результат испытания. Поэтому можно сделать вывод, что кварцевая лампа пока бесполезна.

Заключение:

По сравнению с традиционным методом запуска теплового выхода элемента из строя (например, нагрев, перезаряд и проникновение), распространение лазера является более эффективным способом с меньшей площадью нагрева, меньшей входной энергией и более коротким временем срабатывания. Это способствует высокому эффективному энергозатрату на ограниченной площади. Этот метод был введен IEC. Мы можем ожидать, что многие страны примут этот метод во внимание. Однако это предъявляет высокие требования к лазерным устройствам. Для этого требуется соответствующий лазерный источник и радиационно-стойкие устройства. В настоящее время недостаточно случаев для испытания на тепловой разгон, этот метод все еще нуждается в проверке.