Litiumparistojen lämpökarkaaminen on todellakin väistämätön ilmiö, mikä johtuu pääasiassa litiummetallin erittäin reaktiivisista kemiallisista ominaisuuksista, mikä tekee litiummetallin käsittelystä, varastoinnista ja käytöstä erittäin ympäristövaativaa.
1. Syitä litiumakkujen lämpökarkaamiseen
1.1 Sisäinen oikosulku: Kun oikosulku tapahtuu akun positiivisen ja negatiivisen navan välillä, syntyy suuri määrä lämpöä, mikä saa akun lämpötilan nousemaan nopeasti ja johtaa hallitsemattomaan lämmön muodostumiseen. Oikosulkujen syynä voivat olla akun valmistusprosessin viat, akun ikääntymisen aiheuttama kalvon repeämä tai kalvon läpi tunkeutuva dendriitti.
1.2 Ylilataus: Kun akku on ylivarattu, sisäinen elektrolyytti käy läpi hajoamisreaktion, joka tuottaa suuren määrän kaasua ja lämpöä, mikä johtaa akun lämpötilan nopeaan nousuun ja aiheuttaa lämmön karkaamisen. Ylilataus voi johtua laturin toimintahäiriöstä, akunhallintajärjestelmän (BMS) viasta tai väärästä käyttäjän toiminnasta.
1.3 Ulkoiset vauriot:Kun akku vaurioituu iskun, puristuksen tai puhkaisun seurauksena, sen sisällä oleva elektrolyytti vuotaa ulos ja reagoi kemiallisesti ilman hapen kanssa tuottaen suuren määrän lämpöä ja kaasua, mikä johtaa akun lämpötilan nopeaan nousuun ja lämmön karkaamiseen.
1.4 Akun ikääntyminen: Kun akkua käytetään pidempään, sisäinen elektrolyytti hajoaa ja vanhenee vähitellen, mikä johtaa akun kapasiteetin laskuun, sisäisen resistanssin lisääntymiseen ja lämmönpoistokyvyn heikkenemiseen, mikä voi viime kädessä johtaa lämmön karkaamiseen. akusta.
1.5 Korkean lämpötilan ympäristö:Litiumakkujen pitkäaikainen käyttö korkeissa lämpötiloissa saattaa aiheuttaa akun sisäisen lämpötilan jatkuvan nousun, mikä johtaa hallitsemattomaan kuumenemiseen.
2. Vastatoimenpiteet litiumakkujen lämpöpurkausta varten
2.1 Paranna akun valmistustarkkuutta:Valvo tiukasti elektrodilevyjen ja erottimien laatua tuotantoprosessissa. Tarkkoja leikkauslaitteita käytetään varmistamaan, että polarisaattorissa ei ole purseita, ja edistyneitä laaduntarkastusmenetelmiä käytetään kalvon eheyden ja yhtenäisyyden varmistamiseksi.
2.2 Optimoi materiaalivalinta ja suhde: Valitse vakaat positiiviset ja negatiiviset elektrodimateriaalit ja elektrolyytit. Positiivisten elektrodimateriaalien osalta, vaikka ne täyttävät energiatiheysvaatimukset, etusija olisi annettava materiaalijärjestelmille, joilla on hyvä lämmönkestävyys. Valitse samalla negatiiviset elektrodimateriaalit, jotka voivat muodostaa vakaan SEI-kalvon, ja säädä elektrolyytin koostumusta kohtuullisesti lisäämällä joitain termisesti stabiileja lisäaineita elektrolyytin hajoamisen estämiseksi.
2.3 Vahvista akkukokoonpanon laadunvalvontaa: Luo tiukat kokoonpanoprosessit ja -standardit, varmista komponenttien, kuten elektrodien ja erottimien, tarkka kokoonpano automaattisten kokoonpanolaitteiden avulla ja suorita tiukat tiivistystestit koottuille akuille.
2.4 Oikeat lataus- ja purkutavat:Käytä laturia, joka täyttää akun tekniset tiedot, jotta vältät ylilatauksen ja ylipurkautumisen. Litiumakkulaitteille tulee asettaa kohtuulliset latauksen ja purkauksen katkaisujännitteet, ja älykkäät latausalgoritmit tulee upottaa laitteen ohjelmistoon tai latauslaitteisiin latausvirran ja -jännitteen säätämiseksi dynaamisesti akun tilan mukaan.
2.5 Säädä käyttöympäristön lämpötilaa:Yritä välttää akkujen käyttöä ja säilyttämistä korkeissa lämpötiloissa. Jos akkua käytetään laitteisiin korkeissa lämpötiloissa, tehokkaat lämmönpoistolaitteet, kuten jäähdytyslevyt, tuulettimet jne., on asennettava.
2.6 Säännöllinen tarkastus ja huolto:Pitkään käytettyjen litiumakkulaitteiden akku tulee tarkastaa säännöllisesti, mukaan lukien silmämääräinen tarkastus (pullistumien, vuotojen jne. varalta) ja suorituskykytestaukset (kuten kapasiteetin ja sisäisen resistanssin osoittimet).
3. Kansalliset ja teollisuuden reagointistrategiat litiumakkujen lämpökarkaamiseen
3.1 Puolustusstandardien parantaminen: National Fire and Rescue Bureau ja muut asiaankuuluvat osastot ovat ehdottaneet rakennusten palontorjuntastandardien parantamista, palontorjunta- ja valvontakonseptien muuttamista ja litiumakkujen lämpökarkaamisen aiheuttamien haittojen vähentämistä.
3.2 Tehosta teknologisia läpimurtoja: Kannustae isäntävalmistajat ja niihin liittyvät yritykset vahvistamaan teknologista tutkimusta ja kehitystä, parantamaan tuotantoprosesseja ja parantamaan keskeisten materiaalien, kuten elektrolyyttien ja kalvojen, turvallisuutta.
3.3 Uusien akkutekniikoiden mainostaminen:Solid state -akuilla ja muilla uusilla akkutekniikoilla on korkeampi energiatiheys ja vakaampi suorituskyky, ja niistä on tulossa uusien energiaajoneuvojen tutkimuskeskus. Vaikka solid-state-akkujen valmistusprosessi on monimutkainen ja kallis, teknologian jatkuvan kehityksen ja kustannusten alenemisen myötä sen odotetaan korvaavan nestemäisiä akkuja tulevaisuudessa ja vähentävän lämmön karkaamisen riskiä.
4. Litiumakkujen turvallisuusteknologian kehityspolku on vielä pitkä
Litiumioniakkujen laajan käytön myötä sähköajoneuvoissa, energian varastointijärjestelmissä, kannettavissa elektronisissa laitteissa ja muilla aloilla myös niiden turvallisuuskysymykset ovat saaneet yhä enemmän huomiota.
4.1 Akkumateriaalien tutkimus ja innovaatio:
Tällä hetkellä litiumioniakut perustuvat pääasiassa positiivisten elektrodien materiaaleihin, kuten litiumkobolttioksidiin ja litium-nikkeli-mangaanikobolttioksidiin, sekä grafiitti- tai piipohjaisiin negatiivisiin elektrodimateriaaleihin. Nämä materiaalit voivat aiheuttaa turvallisuusriskejä, kuten lämpöpoistoa ja oikosulkuja lataus- ja purkuprosessin aikana.
Siksi turvallisempien ja vakaampien akkumateriaalien tutkiminen on tärkeä suunta litiumakkujen turvallisuusteknologialle. Esimerkiksi solid-state-akut ovat herättäneet paljon huomiota suuremman energiatiheytensä ja paremman turvallisuutensa ansiosta.
4.2 Akunhallintajärjestelmän (BMS) optimointi:
BMS on yksi litiumioniakkujen ydinkomponenteista, joka vastaa akun jännitteen, virran, lämpötilan ja muiden parametrien valvonnasta sekä lataamisen ja purkamisen ohjaamisesta näiden parametrien perusteella.
BMS-algoritmia ja laitteistosuunnittelua optimoimalla voidaan parantaa akun turvallisuutta. Esimerkiksi seuraamalla akun kuntoa reaaliajassa, mahdolliset turvallisuusongelmat voidaan varoittaa ja korjata ajoissa.
4.3 Akun lämmönhallintatekniikan edistyminen:
Litiumioniakut tuottavat lämpöä käytön aikana, ja jos lämpöä ei poisteta ajoissa, se voi nostaa akun lämpötilaa, mikä johtaa turvallisuusongelmiin.
Siksi tehokkaamman akun lämmönhallintateknologian tutkiminen on myös tärkeä suunta litiumakkujen turvallisuusteknologialle. Esimerkiksi nestejäähdytyksen, ilmajäähdytyksen ja muiden lämmönpoistomenetelmien käyttöönotto sekä tehokkaampien integroitujen ratkaisujen kehittäminen lämmönhallintajärjestelmiin.
4.4 Akkujen valmistus- ja testaustekniikan parantaminen:
Litiumioniakkujen valmistusprosessilla on merkittävä vaikutus niiden sturvallisuutta. Esimerkiksi akun sisällä olevat viat ja epäpuhtaudet voivat aiheuttaa turvallisuusongelmia.
Siksi akun valmistusprosessin laadunvalvonta- ja testaustekniikan parantaminen on myös tärkeä osa litiumakkujen turvallisuusteknologiaa. Ottamalla käyttöön edistyneempiä valmistuslaitteita ja testausmenetelmiä akun sisällä olevia vikoja ja epäpuhtauksia voidaan vähentää ja akun turvallisuutta parantaa.
4.5 Säännösten ja standardien muotoilu ja parantaminen:
Litiumioniakkujen laajan käytön myötä asiaankuuluvia säännöksiä ja standardeja parannetaan jatkuvasti. Nämä määräykset ja standardit tarjoavat selkeät vaatimukset ja määräykset litiumioniakkujen turvallisuudesta.
Siksi säännösten ja standardien muotoilun ja parantamisen vahvistaminen on myös tärkeä suunta litiumakkujen turvallisuusteknologian kehittämisessä. Muotoilemalla tiukempia määräyksiä ja standardeja voidaan edistää litiumakkujen turvallisuusteknologian jatkuvaa edistymistä ja parantamista.