የሊቲየም ባትሪ ደህንነት

የሊቲየም ባትሪዎች ተንቀሳቃሽነት እና ፈጣን ባትሪ መሙላት ጥቅሞች አሏቸው፣ ታዲያ ለምንድነው የእርሳስ አሲድ ባትሪዎች እና ሌሎች ሁለተኛ ደረጃ ባትሪዎች አሁንም በገበያ ውስጥ እየተዘዋወሩ ያሉት?
ከዋጋ እና ከተለያዩ የመተግበሪያ መስኮች ችግሮች በተጨማሪ, ሌላው ምክንያት ደህንነት ነው.
ሊቲየም በዓለም ላይ በጣም ንቁ ብረት ነው።የኬሚካል ባህሪያቱ በጣም ንቁ ስለሆኑ ሊቲየም ብረት ለአየር ሲጋለጥ ከኦክሲጅን ጋር ኃይለኛ የኦክስዲሽን ምላሽ ስለሚኖረው ለፍንዳታ, ለቃጠሎ እና ለሌሎች ክስተቶች የተጋለጠ ነው.በተጨማሪም፣ redox reaction እንዲሁ በሊቲየም ባትሪ ውስጥ በሚሞላ እና በሚሞላበት ጊዜ ይከሰታል።ፍንዳታ እና ድንገተኛ ማቃጠል በዋነኝነት የሚከሰተው ከማሞቅ በኋላ የሊቲየም ባትሪ ክምችት ፣ ስርጭት እና መለቀቅ ነው።ባጭሩ የሊቲየም ባትሪዎች በመሙላት እና በመሙላት ሂደት ውስጥ ከፍተኛ ሙቀት ስለሚፈጥሩ የባትሪው ውስጣዊ የሙቀት መጠን መጨመር እና በእያንዳንዱ ባትሪዎች መካከል ያለው ያልተስተካከለ የሙቀት መጠን እንዲጨምር ስለሚያደርግ የባትሪውን ያልተረጋጋ አፈፃፀም ያስከትላል።
የሙቀት አማቂው የሊቲየም-አዮን ባትሪ (የባትሪ መጨናነቅ እና ከመጠን በላይ መፍሰስ፣ፈጣን ቻርጅ እና መልቀቅ፣አጭር ዙር፣ሜካኒካል አላግባብ መጠቀም ሁኔታዎች፣ከፍተኛ የሙቀት አማቂ ድንጋጤ፣ወዘተ)ን ጨምሮ) በባትሪው ውስጥ አደገኛ የጎንዮሽ ምላሾችን ሊያስነሳ እና ሙቀት ሊፈጥር ይችላል። በአሉታዊ ኤሌክትሮድ እና በአዎንታዊ ኤሌክትሮድስ ወለል ላይ ያለውን ተገብሮ ፊልም በቀጥታ ይጎዳል።
የሊቲየም ion ባትሪዎች የሙቀት አማቂ አደጋዎችን ለመቀስቀስ ብዙ ምክንያቶች አሉ።በመቀስቀስ ባህሪያት መሰረት, በሜካኒካል አላግባብ መጠቀምን ቀስቅሴ, የኤሌክትሪክ በደል ቀስቅሴ እና የሙቀት አላግባብ መጠቀምን ማነሳሳት.ሜካኒካል በደል፡- አኩፓንቸርን፣ ማስወጣትን እና በተሽከርካሪ ግጭት ምክንያት የሚፈጠር የከባድ ነገር ተጽእኖን ያመለክታል።ኤሌክትሪክ አላግባብ መጠቀም: በአጠቃላይ ተገቢ ያልሆነ የቮልቴጅ አስተዳደር ወይም የኤሌክትሪክ አካላት ብልሽት, አጭር ዑደትን ጨምሮ, ከመጠን በላይ መሙላት እና ከመጠን በላይ መጨመር;የሙቀት አላግባብ መጠቀም፡- ተገቢ ባልሆነ የሙቀት መጠን አስተዳደር ምክንያት በሚፈጠር ሙቀት ምክንያት የሚከሰት።

እነዚህ ሶስት ቀስቃሽ ዘዴዎች እርስ በርስ የተያያዙ ናቸው.ሜካኒካል አላግባብ መጠቀም በአጠቃላይ የባትሪው ዲያፍራም መበላሸት ወይም መሰባበር ያስከትላል፣ በዚህም ምክንያት የባትሪው አወንታዊ እና አሉታዊ ምሰሶዎች እና አጭር ዑደት መካከል ቀጥተኛ ግንኙነት እንዲፈጠር ያደርጋል፣ ይህም የኤሌክትሪክ ጥቃትን ያስከትላል።ነገር ግን በኤሌትሪክ ሃይል አላግባብ መጠቀምን የመሰለ የሙቀት ማመንጫው እንደ ጁሌ ሙቀት እየጨመረ በመምጣቱ የባትሪው ሙቀት እንዲጨምር ያደርጋል ይህም ወደ ሙቀት አላግባብ ይለውጣል, በባትሪው ውስጥ ያለውን የሰንሰለት አይነት የሙቀት ማመንጨት የጎንዮሽ ምላሽን የበለጠ ያነሳሳል እና በመጨረሻም ወደ መከሰት ያመራል. የባትሪ ሙቀት መሸሽ.
የባትሪ ሙቀት መሸሽ የሚከሰተው የባትሪው የሙቀት ማመንጫው መጠን ከሙቀት ማከፋፈያው መጠን በጣም ከፍተኛ በመሆኑ እና ሙቀቱ በከፍተኛ መጠን ተከማችቷል ነገር ግን በጊዜ ውስጥ አይጠፋም.በመሠረቱ "የሙቀት መሸሽ" አዎንታዊ የኃይል ግብረመልስ ዑደት ሂደት ነው-የሙቀት መጨመር ስርዓቱ እንዲሞቅ ያደርገዋል, እና ስርዓቱ ከሞቀ በኋላ የሙቀት መጠኑ ይጨምራል, ይህ ደግሞ ስርዓቱ የበለጠ እንዲሞቅ ያደርገዋል.
የሙቀት መሸሽ ሂደት: የባትሪው ውስጣዊ ሙቀት ሲጨምር, በሲኢአይ ፊልም ላይ ያለው የ SEI ፊልም በከፍተኛ ሙቀት ውስጥ ይበሰብሳል, በግራፍ ውስጥ የተካተተ ሊቲየም ion ከኤሌክትሮላይት እና ከማያያዣው ጋር ምላሽ ይሰጣል, የባትሪውን ሙቀት የበለጠ ይጨምራል. እስከ 150 ℃፣ እና በዚህ የሙቀት መጠን አዲስ የአመጽ exothermic ምላሽ ይከሰታል።የባትሪው ሙቀት ከ 200 ዲግሪ ሴንቲግሬድ በላይ ሲደርስ, የካቶድ ቁሳቁስ ይበሰብሳል, ከፍተኛ መጠን ያለው ሙቀትና ጋዝ ይለቀቃል, እና ባትሪው ማበጥ ይጀምራል እና ያለማቋረጥ ይሞቃል.ሊቲየም የተካተተ አኖድ ከኤሌክትሮላይት ጋር በ250-350 ℃ ላይ ምላሽ መስጠት ጀመረ።የተሞላው የካቶድ ቁሳቁስ ኃይለኛ የመበስበስ ምላሽ ይጀምራል, እና ኤሌክትሮላይቱ ኃይለኛ የኦክስዲሽን ምላሽ ይሰጣል, ከፍተኛ መጠን ያለው ሙቀት ይለቀቃል, ከፍተኛ ሙቀት እና ከፍተኛ መጠን ያለው ጋዝ ይፈጥራል, ይህም የባትሪውን ማቃጠል እና ፍንዳታ ያስከትላል.
ከመጠን በላይ በሚሞላበት ጊዜ የሊቲየም ዴንዳይት ዝናብ ችግር፡- የሊቲየም ኮባልት ባትሪ ሙሉ በሙሉ ከተሞላ በኋላ ከፍተኛ መጠን ያለው የሊቲየም ions በአዎንታዊ ኤሌክትሮድ ውስጥ ይቀራሉ።ያም ማለት, ካቶድ ከካቶድ ጋር የተያያዙ ተጨማሪ የሊቲየም ionዎችን መያዝ አይችልም, ነገር ግን በተሞላው ሁኔታ, በካቶድ ላይ ያለው ትርፍ የሊቲየም ionዎች አሁንም ወደ ካቶድ ይዋኛሉ.ሙሉ በሙሉ መያዝ ስለማይችሉ, የብረት ሊቲየም በካቶድ ላይ ይሠራል.ይህ የብረት ሊቲየም የዴንዶሪቲክ ክሪስታል ስለሆነ, ዴንድሪት ይባላል.ዴንድራይት በጣም ረጅም ከሆነ, ዲያፍራም መበሳት ቀላል ነው, ይህም ውስጣዊ አጭር ዙር ይፈጥራል.የኤሌክትሮላይት ዋና አካል ካርቦኔት እንደመሆኑ መጠን የመቀጣጠያ ነጥቡ እና የፈላ ነጥቡ ዝቅተኛ ነው, ስለዚህ በከፍተኛ ሙቀት ውስጥ ይቃጠላል አልፎ ተርፎም ሊፈነዳ ይችላል.

ፖሊመር ሊቲየም ባትሪ ከሆነ, ኤሌክትሮላይቱ ኮሎይድል ነው, ይህም ለበለጠ ኃይለኛ ማቃጠል የተጋለጠ ነው.ይህንን ችግር ለመፍታት ሳይንቲስቶች ደህንነቱ የተጠበቀ የካቶድ ቁሳቁሶችን ለመተካት ይሞክራሉ.የሊቲየም ማንጋኔት ባትሪ ቁሳቁስ አንዳንድ ጥቅሞች አሉት.እንደ ሊቲየም ኮባልት ባሉ አዎንታዊ ኤሌክትሮዶች ውስጥ የተወሰኑ ቅሪቶች ከመኖራቸው ይልቅ የሊቲየም አዮን የአዎንታዊ ኤሌክትሮድ ሙሉ በሙሉ በካርቦን ቀዳዳ ውስጥ ሙሉ በሙሉ እንዲካተት ማድረግ ይችላል ። dendrites.የተረጋጋው የሊቲየም ማንጋኔት መዋቅር የኦክሳይድ አፈፃፀሙን ከሊቲየም ኮባልት በጣም ያነሰ ያደርገዋል።ውጫዊ አጭር ዑደት ቢኖርም (ከውስጣዊ አጭር ዑደት ይልቅ) በመሠረቱ በሊቲየም ብረት ዝናብ ምክንያት የሚፈጠረውን ቃጠሎ እና ፍንዳታ ማስወገድ ይችላል.የሊቲየም ብረት ፎስፌት ከፍተኛ የሙቀት መረጋጋት እና ዝቅተኛ የኤሌክትሮላይት ኦክሳይድ አቅም ስላለው ከፍተኛ ደህንነት አለው።
የሊቲየም ion ባትሪ እርጅና መመናመን በአቅም ማነስ እና የውስጥ የመቋቋም አቅም መጨመር የተገለጸ ሲሆን በውስጡም የእርጅና ሂደት አወንታዊ እና አሉታዊ ንቁ ቁሶችን ማጣት እና የሚገኙ ሊቲየም አየኖች ማጣትን ያጠቃልላል።የካቶድ ቁሳቁስ ሲያረጅ እና ሲበሰብስ እና የካቶድ አቅም በቂ ካልሆነ ከካቶድ የሊቲየም ዝግመተ ለውጥ አደጋ የመከሰቱ አጋጣሚ ከፍተኛ ነው።ከመጠን በላይ የመልቀቂያ ሁኔታ በሚፈጠርበት ጊዜ የካቶድ ወደ ሊቲየም ያለው አቅም ከ 3 ቮ በላይ ከፍ ይላል, ይህም ከመዳብ የመፍታታት አቅም የበለጠ ነው, ይህም የመዳብ ሰብሳቢው መሟሟትን ያስከትላል.የተሟሟት የመዳብ ions በካቶድ ወለል ላይ ይንጠባጠቡ እና የመዳብ ዴንትሬትስ ይፈጥራሉ።የመዳብ ዴንትሬትስ በዲያፍራም በኩል ያልፋል ፣ ይህም ውስጣዊ አጭር ዑደት ያስከትላል ፣ ይህም የባትሪውን ደህንነት በእጅጉ ይጎዳል።
በተጨማሪም የእርጅና ባትሪዎችን የመቋቋም አቅም በተወሰነ መጠን ይቀንሳል, በዋናነት የውስጥ መከላከያ መጨመር እና አወንታዊ እና አሉታዊ ንቁ ንጥረ ነገሮች በመቀነሱ, ባትሪዎች በሚሞሉበት ጊዜ የጆል ሙቀት መጨመር ያስከትላል.ባነሰ ከመጠን በላይ መሙላት፣ የጎንዮሽ ምላሾች ሊነሱ ይችላሉ፣ ይህም የባትሪዎቹ ሙቀት እንዲሸሹ ያደርጋል።ከሙቀት መረጋጋት አንፃር፣ ከካቶድ የወጣው የሊቲየም ዝግመተ ለውጥ የባትሪው የሙቀት መረጋጋት ከፍተኛ ውድቀት ያስከትላል።
በአንድ ቃል, ያረጀው ባትሪ የደህንነት አፈፃፀም በእጅጉ ይቀንሳል, ይህም የባትሪውን ደህንነት በእጅጉ ይጎዳል.በጣም የተለመደው መፍትሄ የባትሪውን የኃይል ማከማቻ ስርዓት በባትሪ አስተዳደር ስርዓት (BMS) ማስታጠቅ ነው።ለምሳሌ፣ በቴስላ ሞዴል ኤስ ውስጥ ጥቅም ላይ የዋሉት 8000 18650 ባትሪዎች የባትሪውን የተለያዩ አካላዊ መለኪያዎች በእውነተኛ ጊዜ መከታተል፣ የባትሪ አጠቃቀም ሁኔታን መገምገም እና በመስመር ላይ ምርመራ እና ቅድመ ማስጠንቀቂያ በባትሪ አስተዳደር ስርዓቱ ማካሄድ ይችላሉ።በተመሳሳይ ጊዜ የመልቀቂያ እና የቅድመ ክፍያ ቁጥጥር ፣ የባትሪ ሚዛን አያያዝ እና የሙቀት አስተዳደርን ማከናወን ይችላል።