Այսօր տարբեր ավտոարտադրող ընկերություններ մեծ մասշտաբով օգտագործում են լիթիումային մարտկոցներ էլեկտրական մարտկոցներում, և էներգիայի խտությունը գնալով բարձրանում է, բայց մարդիկ դեռևս մտահոգված են էլեկտրական մարտկոցների անվտանգությամբ, և դա մարտկոցների անվտանգության լավ լուծում չէ: Ջերմային փախուստը էլեկտրական մարտկոցների անվտանգության հիմնական հետազոտական օբյեկտն է, և դրա վրա արժե կենտրոնանալ:
Նախևառաջ, եկեք հասկանանք, թե ինչ է ջերմային փախուստը: Ջերմային փախուստը շղթայական ռեակցիայի երևույթ է, որը առաջանում է տարբեր ազդակներից, որի արդյունքում կարճ ժամանակահատվածում մարտկոցը մեծ քանակությամբ ջերմություն և վնասակար գազեր է արտանետում, ինչը կարող է նույնիսկ մարտկոցի բռնկման և պայթյունի պատճառ դառնալ լուրջ դեպքերում: Ջերմային փախուստի առաջացման բազմաթիվ պատճառներ կան, ինչպիսիք են գերտաքացումը, գերլիցքավորումը, ներքին կարճ միացումը, բախումը և այլն: Մարտկոցի ջերմային փախուստը հաճախ սկսվում է մարտկոցի բջջում բացասական SEI թաղանթի քայքայումից, որին հաջորդում է դիաֆրագմայի քայքայումը և հալումը, ինչը հանգեցնում է բացասական էլեկտրոդի և էլեկտրոլիտի առաջացմանը, որին հաջորդում է դրական էլեկտրոդի և էլեկտրոլիտի քայքայումը, այդպիսով առաջացնելով լայնածավալ ներքին կարճ միացում, որի արդյունքում էլեկտրոլիտը այրվում է, որը այնուհետև տարածվում է այլ բջիջների վրա՝ առաջացնելով լուրջ ջերմային փախուստ և թույլ տալով ամբողջ մարտկոցի բլոկին առաջացնել ինքնաբուխ այրում:
Ջերմային արտահոսքի պատճառները կարելի է բաժանել ներքին և արտաքին պատճառների։ Ներքին պատճառները հաճախ պայմանավորված են ներքին կարճ միացումներով, իսկ արտաքին պատճառները՝ մեխանիկական չարաշահմամբ, էլեկտրական չարաշահմամբ, ջերմային չարաշահմամբ և այլն։
Ներքին կարճ միացումը, որը մարտկոցի դրական և բացասական ծայրերի միջև ուղիղ շփում է, մեծապես տարբերվում է շփման աստիճանով և հետագա ռեակցիայով։ Սովորաբար մեխանիկական և ջերմային չարաշահման հետևանքով առաջացած լայնածավալ ներքին կարճ միացումը ուղղակիորեն առաջացնում է ջերմային փախուստ։ Ի տարբերություն դրա, ինքնուրույն զարգացող ներքին կարճ միացումները համեմատաբար աննշան են, և դրանց առաջացրած ջերմությունն այնքան փոքր է, որ անմիջապես չի առաջացնում ջերմային փախուստ։ Ներքին ինքնազարգացումը սովորաբար ներառում է արտադրական թերություններ, մարտկոցի ծերացման հետևանքով տարբեր հատկությունների վատթարացում, ինչպիսիք են ներքին դիմադրության աճը, երկարատև թեթև չարաշահման հետևանքով լիթիումի մետաղական նստվածքները և այլն։ Ժամանակի ընթացքում նման ներքին պատճառներով առաջացած ներքին կարճ միացման ռիսկը աստիճանաբար կաճի։
Մեխանիկական չարաշահումը վերաբերում է լիթիումային մարտկոցի մոնոմերի և մարտկոցի բլոկի դեֆորմացիային արտաքին ուժի ազդեցության տակ, ինչպես նաև դրա տարբեր մասերի հարաբերական տեղաշարժին: Էլեկտրական մարտկոցի դեմ հիմնական ձևերն են բախումը, արտամղումը և ծակումը: Օրինակ՝ մեծ արագությամբ տրանսպորտային միջոցի կողմից դիպչած օտար մարմինն ուղղակիորեն հանգեցրել է մարտկոցի ներքին դիաֆրագմայի փլուզմանը, որն էլ իր հերթին կարճ միացում է առաջացրել մարտկոցում և կարճ ժամանակահատվածում ինքնաբուխ այրում է առաջացրել:
Լիթիումային մարտկոցների էլեկտրական չարաշահումը սովորաբար ներառում է արտաքին կարճ միացում, գերլիցքավորում, գերլիցքաթափում տարբեր ձևերով, որոնք, ամենայն հավանականությամբ, կարող են վերածվել ջերմային փախուստի՝ գերլիցքավորման: Արտաքին կարճ միացում տեղի է ունենում, երբ մարտկոցից դուրս միացված են տարբեր ճնշման երկու հաղորդիչներ: Մարտկոցների արտաքին կարճ միացումները կարող են պայմանավորված լինել տրանսպորտային միջոցների բախման, ջրի մեջ ընկղմման, հաղորդչի աղտոտման կամ սպասարկման ընթացքում էլեկտրական հարվածի հետևանքով առաջացած դեֆորմացիայով: Սովորաբար, արտաքին կարճ միացումից անջատված ջերմությունը չի տաքացնում մարտկոցը, ի տարբերություն ծակոցի: Արտաքին կարճ միացման և ջերմային փախուստի միջև կարևոր կապը գերտաքացման կետին հասնող ջերմաստիճանն է: Հենց այն ժամանակ, երբ արտաքին կարճ միացումից առաջացած ջերմությունը չի կարող լավ ցրվել, մարտկոցի ջերմաստիճանը բարձրանում է, և բարձր ջերմաստիճանը առաջացնում է ջերմային փախուստ: Հետևաբար, կարճ միացման հոսանքի կտրումը կամ ավելորդ ջերմության ցրումը արտաքին կարճ միացման հետագա վնասը կանխելու միջոցներ են: Գերլիցքավորումը, իր էներգիայի լի լինելու պատճառով, էլեկտրական չարաշահման ամենամեծ վտանգներից մեկն է: Ջերմության և գազի առաջացումը գերլիցքավորման գործընթացի երկու տարածված առանձնահատկություններն են: Ջերմության առաջացումը գալիս է օհմական ջերմությունից և կողմնակի ռեակցիաներից: Նախ, լիթիումի դենդրիտները աճում են անոդի մակերեսին՝ լիթիումի չափազանց մեծ ներդրման պատճառով։
Ջերմային փախուստի պաշտպանության միջոցառումներ.
Ինքնաստեղծվող ջերմության փուլում միջուկի ջերմային փախուստը կանխելու համար մենք ունենք երկու տարբերակ՝ մեկը միջուկի նյութի բարելավումն ու արդիականացումն է, ջերմային փախուստի էությունը հիմնականում կայանում է դրական և բացասական էլեկտրոդների նյութերի և էլեկտրոլիտի կայունության մեջ։ Ապագայում մենք պետք է նաև ավելի մեծ առաջընթաց գրանցենք կաթոդի նյութի ծածկույթի, փոփոխության, համասեռ էլեկտրոլիտի և էլեկտրոդի համատեղելիության, ինչպես նաև միջուկի ջերմային հաղորդունակության բարելավման մեջ։ Կամ ընտրեք բարձր անվտանգությամբ էլեկտրոլիտ՝ որպես կրակակայուն նյութ։ Երկրորդ, անհրաժեշտ է կիրառել ջերմային կառավարման արդյունավետ լուծումներ (PTC սառեցնող հեղուկի տաքացուցիչ/ PTC օդային ջեռուցիչ) դրսից՝ լիթիում-իոնային մարտկոցի ջերմաստիճանի բարձրացումը ճնշելու համար, որպեսզի ապահովվի, որ բջջի SEI թաղանթը չբարձրանա մինչև լուծարման ջերմաստիճան, և, բնականաբար, ջերմային փախուստ տեղի չունենա։
Հրապարակման ժամանակը. Մարտի 17-2023
