1. Elektrolitiň ýangyn saklaýjysy
Elektrolit ýangyn saklaýjylary, batareýalaryň ýylylyk gaçmagy howpuny azaltmagyň örän täsirli usulydyr, ýöne bu ýangyn saklaýjylar litiý ion batareýalarynyň elektrohimiki işine ep-esli derejede täsir edýär, şonuň üçin iş ýüzünde ulanmak kyn. Bu meseläni çözmek üçin Kaliforniýa uniwersiteti, San-Diýego, YuQiao topary [1] kapsula gaplamak usuly bilen, elektrolitde dargadylan mikro kapsulanyň içki böleginde saklanýan DbA (dibenzil amin) ýanar. Adaty wagtlar litiý ion batareýalarynyň işleýşine täsir etmez, ýöne ekstruziýa ýaly daşarky güýçler bilen öýjükler ýok bolanda, bu kapsulalardaky ýangyn saklaýjylary boşadylýar, batareýany zäherleýär we işlemezligine sebäp bolýar we şeýlelik bilen duýduryş berýär. termiki gaçmak üçin. 2018-nji ýylda YuQiao topary [2] ýokardaky tehnologiýany gaýtadan ulanyp, litiý ion akkumulýatoryna gaplanan we litiý ion batareýasyna salynýan etilen glikol we etilenediamin ýalyn saklaýjy hökmünde ulanyp, litiý ion batareýasynyň iň ýokary temperaturasynyň 70% peselmegine sebäp boldy. pin pin synagy, litiý ion batareýasynyň ýylylyk gözegçiligini ep-esli azaldýar.
Aboveokarda agzalan usullar öz-özüni heläkleýär, bu ýangyn saklaýjy ulanylandan soň, litiý-ion batareýasynyň hemmesiniň ýok boljakdygyny aňladýar. Şeýle-de bolsa, Japanaponiýanyň Tokio uniwersitetindäki “AtsuoYamada” topary [3] litiý-ion batareýalarynyň işleýşine täsir etmeýän ýalyn saklaýjy elektrolit döretdi. Bu elektrolitde litiý duzy hökmünde NaN (SO2F) 2 (NaFSA) orLiN (SO2F) 2 (LiFSA) ýokary konsentrasiýasy ulanyldy we ýylylyk durnuklylygyny ep-esli ýokarlandyran elektrolitlere umumy ýangyn saklaýjy trimetil fosfat TMP goşuldy. litiý ion batareýasynyň. Mundan başga-da, ýangyn saklaýjynyň goşulmagy litiý ion batareýasynyň aýlaw işine täsir etmedi. Elektrolit 1000-den gowrak sikl üçin ulanylyp bilner (1200 C / 5 sikl, 95% kuwwatlylygy saklamak).
Goşundylar arkaly litiý ion batareýalarynyň ýangyn saklaýjy aýratynlyklary, litiý ion batareýalaryny gözegçilikden çykarmak üçin duýduryş bermegiň usullaryndan biridir. Käbir adamlar kökden daşarky güýçler sebäpli dörän litiý ion batareýalarynda gysga utgaşmanyň ýüze çykmagyna duýduryş bermäge synanyşmagyň täze usulyny tapýarlar, aşaky bölegini aýyrmak we gözegçilikden çykýan ýylylygyň ýüze çykmagyny düýbünden ýok etmek maksady bilen. Ulanylýan kuwwatly litiý ion batareýalarynyň bolup biläýjek güýçli täsirini göz öňünde tutup, ABŞ-daky Oak Ridge milli barlaghanasyndan GabrielM.Waýt gyrkym galyňlygy häsiýetli elektrolit ýasady [4]. Bu elektrolit Nýuton däl suwuklyklaryň häsiýetlerinden peýdalanýar. Adaty ýagdaýda elektrolit suwukdyr. Şeýle-de bolsa, duýdansyz täsir bilen ýüzbe-ýüz bolanda, berk ýagdaýy görkezer, aşa güýçli bolar we hatda ok geçirmeýän täsirine ýetip biler. Kökden, litiý ionly batareýa birleşende batareýada gysga utgaşmanyň netijesinde ýüze çykýan ýylylyk gaçmak howpuny duýdurýar.
2. Batareýanyň gurluşy
Soň bolsa, tormozlary batareýa öýjükleriniň derejesinden ýylylyk gaçýan ýerine nädip goýmalydygyna seredeliň. Häzirki wagtda litiý ion batareýalarynyň gurluş dizaýnynda ýylylyk gaçmagy meselesi göz öňünde tutulypdyr. Mysal üçin, 18650 batareýanyň ýokarky gapagynda adatça basyş ýeňilleşdiriji klapan bar, termal gaçanda batareýanyň içindäki artykmaç basyşy wagtynda çykaryp bilýär. Ikinjiden, batareýanyň gapagynda polo positiveitel temperatura koeffisiýenti PTC bolar. Malylylyk gaçmagyň temperaturasy ýokarlananda, tok azaltmak we ýylylyk öndürilişini azaltmak üçin PTC materialynyň garşylygy ep-esli ýokarlanar. Mundan başga-da, bir batareýanyň gurluşynyň dizaýnynda polo positiveitel we otrisatel polýuslaryň arasynda gysga utgaşma dizaýny hem göz öňünde tutulmalydyr, nädogry işlemegi, metal galyndylary we batareýanyň gysga utgaşmagyna sebäp bolýan beýleki faktorlar, howpsuzlyk hadysalaryna sebäp bolmaly.
Batareýalarda ikinji dizaýn edilende, ýokary temperaturada diafragma üç gatly kompozitiň awtomatiki ýapyk gözenegi ýaly has ygtybarly diafragmany ulanmalydyr, ýöne soňky ýyllarda batareýanyň energiýa dykyzlygynyň gowulaşmagy bilen inçe diafragma üç gatly birleşýän diafragma kem-kemden köneldi, ýerine diafragmanyň keramiki örtügi, keramiki örtük diafragma goldaw maksatly, ýokary temperaturada diafragmanyň gysylmagyny azaltmak, litiý ion batareýasynyň ýylylyk durnuklylygyny ýokarlandyrmak we töwekgelçiligi azaltmak litiý ion batareýasynyň ýylylyk gaçmagy.
3. Batareýa ýylylyk howpsuzlygy dizaýny
Ulanylanda, litiý ion batareýalary köplenç seriýa we parallel baglanyşyk arkaly onlarça, ýüzlerçe ýa-da müňlerçe batareýalardan durýar. Mysal üçin, Tesla ModelS-iň batareýa toplumy 7000-den gowrak 18650 batareýadan ybarat. Batareýalaryň biri ýylylyk gözegçiligini ýitirse, batareýa paketine ýaýrap, çynlakaý netijelere sebäp bolup biler. Mysal üçin, 2013-nji ýylyň ýanwar aýynda Japaneseaponiýanyň Boeing 787 litiý ion batareýasy ABŞ-nyň Boston şäherinde ot aldy. Milli Transport Howpsuzlyk Geňeşiniň gözlegine görä, batareýa paketindäki 75Ah inedördül litiý ion batareýasy goňşy batareýalaryň ýylylyk gaçmagyna sebäp boldy. Bu wakadan soň “Boeing” ähli batareýa paketleriniň gözegçiliksiz termiki ýaýramagynyň öňüni almak üçin täze çäreler bilen üpjün edilmegini talap etdi.
Termiki gaçmagyň litiý ion batareýalarynyň içinde ýaýramagynyň öňüni almak üçin AllcellTechnology, fazany üýtgetmek materiallaryna esaslanýan litiý ion batareýalary üçin termiki gaçmak izolýasiýa materialy PCC döretdi [5]. Monomer litiý ion batareýasynyň arasynda doldurylan PCC materialy, litiý ion akkumulýator paketiniň kadaly işleýän ýagdaýynda, litiý ionynda ýylylyk gaçyp barýarka, ýylylykdaky batareýa paketi batareýa paketiniň daşyna PCC materialyndan çalt geçip biler. batareýalar, içerki parafin mumynyň eremegi bilen PCC materialy köp ýylylygy siňdirýär, batareýanyň temperaturasynyň hasam ýokarlanmagynyň öňüni alýar, Şeýlelik bilen batareýa paketiniň içki diffuziýasynda gözegçilikden çykmak üçin duýduryş beriň. Çekiş synagynda, PCC materialyny ulanmazdan 18650 batareýa paketiniň 4 we 10 setirinden ybarat bir batareýanyň ýylylyk gaçmagy, ahyrsoňy batareýa paketindäki 20 batareýanyň ýylylyk gaçmagyna sebäp boldy, biriniň termiki gaçmagy. PCC materialyndan ýasalan batareýa paketindäki batareýa, beýleki batareýa paketleriniň ýylylyk gaçmagyna sebäp bolmady.
Iş wagty: 25-2022-nji fewral