Przegląd

W miarę zwiększania się liczby wypadków spowodowanych przez akumulator litowo-jonowy ludzie są bardziej zaniepokojeni uciekaniem ciepła z akumulatora, ponieważ uciekanie ciepła występujące w jednym ogniwie może rozprzestrzeniać ciepło na inne ogniwa, prowadząc do wyłączenia całego systemu akumulatorowego.

Tradycyjnie podczas testów wyzwalamy ucieczkę termiczną poprzez nagrzanie, unieruchomienie lub przeładowanie. Jednakże metody te nie mogą kontrolować ucieczki ciepła w określonym ogniwie, ani nie można ich łatwo zastosować podczas testów systemów akumulatorowych. Ostatnio ludzie opracowują nową metodę wyzwalania niekontrolowanej reakcji termicznej. Test propagacji w nowej normie IEC 62619:2022 jest przykładem i szacuje się, że metoda ta będzie miała szerokie zastosowanie w przyszłości. Artykuł ten ma na celu przedstawienie kilku nowych metod będących w fazie badań.

Promieniowanie laserowe:

Promieniowanie laserowe polega na ogrzaniu niewielkiej powierzchni impulsem laserowym o wysokiej energii. Ciepło będzie przewodzone wewnątrz materiału. Promieniowanie laserowe jest szeroko stosowane w obszarach obróbki materiałów, takich jak spawanie, łączenie i cięcie. Powszechnie istnieją następujące rodzaje laserów:

• CO₂laser: laser molekularny dwutlenku węgla
• Laser półprzewodnikowy: Laser diodowy wykonany z GaAs lub CdS
• Laser YAG: Laser sodowy wykonany z granatu itrowo-aluminiowego
• Światłowód: laser wykonany z włókna szklanego z pierwiastkiem ziem rzadkich

Niektórzy badacze do testowania różnych ogniw używają lasera o mocy 40 W, długości fali 1000 nm i średnicy 1 mm.

Po przeprowadzeniu tomografii komputerowej nieuruchomionej komórki można stwierdzić, że nie ma żadnego wpływu strukturalnego z wyjątkiem otworu na powierzchni. Oznacza to, że laser jest kierunkowy i ma dużą moc, a obszar ogrzewania jest precyzyjny. Dlatego laser jest dobrym sposobem na badanie. Możemy kontrolować zmienną i dokładnie obliczać energię wejściową i wyjściową. Tymczasem laser ma zalety ogrzewania i przypinania, takie jak szybkie nagrzewanie i większą kontrolę. Laser ma więcej zalet, takich jak:

• Może wywołać niekontrolowaną reakcję termiczną i nie spowoduje nagrzania sąsiednich ogniw. Jest to dobre dla wydajności kontaktu termicznego

• Może stymulować wewnętrzne niedobory

• Może dostarczyć mniej energii i ciepła w krótszym czasie, aby wywołać niekontrolowaną reakcję termiczną, co sprawia, że ​​test jest pod kontrolą.

Reakcja termitu:

Reakcja termitu polega na tym, że aluminium reaguje z tlenkiem metalu w wysokiej temperaturze, a aluminium przechodzi w tlenek glinu. Ponieważ entalpia tworzenia tlenku glinu jest bardzo niska (-1645 kJ/mol), będzie on generował dużo ciepła. Materiał termitowy jest dość dostępny, a inna formuła może generować różną ilość ciepła. Dlatego badacze rozpoczynają testy z etui 10Ah z termitem.

Termit może łatwo wywołać niekontrolowaną reakcję termiczną, ale wpływ ciepła nie jest łatwy do kontrolowania. Naukowcy starają się zaprojektować reaktor termiczny, który będzie szczelny i będzie w stanie skoncentrować ciepło.

Lampa kwarcowa dużej mocy:

Teoria: Umieść lampę kwarcową dużej mocy pod ogniwem i oddziel ogniwo od lampy płytką. W płycie należy wywiercić otwór, aby zapewnić przewodnictwo energii.

Test pokazuje, że potrzeba bardzo dużej mocy i długiego czasu, aby wywołać niekontrolowaną niestabilność termiczną, a zakres temperatur nie jest równomierny. Powodem może być to, że światło kwarcowe nie jest światłem kierunkowym, a zbyt duża utrata ciepła sprawia, że ​​prawie nie wywołuje ono precyzyjnie niekontrolowanej niekontrolowanej temperatury. Tymczasem pobór energii nie jest dokładny. Idealnym testem niekontrolowanej niestabilności termicznej jest kontrolowanie energii wyzwalającej i niższej dodatkowej wartości wejściowej, aby zmniejszyć wpływ na wynik testu. Można zatem wyciągnąć wniosek, że lampa kwarcowa na razie nie jest użyteczna.

Wniosek:

W porównaniu do tradycyjnych metod wywoływania niekontrolowanej niekontrolowanej temperatury ogniwa (takiej jak nagrzewanie, przeładowanie i penetracja), propagacja lasera jest metodą bardziej efektywną, charakteryzującą się mniejszą powierzchnią nagrzewania, niższą energią wejściową i krótszym czasem wyzwalania. Przyczynia się to do wysokiego efektywnego zużycia energii na ograniczonym obszarze. Metoda ta została wprowadzona przez IEC. Można się spodziewać, że wiele krajów weźmie tę metodę pod uwagę. Jednak podnosi to wysokie wymagania w stosunku do urządzeń laserowych. Wymaga odpowiedniego źródła lasera i urządzeń odpornych na promieniowanie. Obecnie nie ma wystarczającej liczby przypadków do badania ucieczki termicznej, metoda ta nadal wymaga weryfikacji.