Visión xeral

Con máis accidentes causados ​​pola batería de iones de litio, a xente está máis preocupada pola fuga térmica da batería, xa que a fuga térmica que se produce nunha cela pode propagar a calor a outras células, o que provoca o apagado de todo o sistema de batería.

Tradicionalmente, activaremos a fuga térmica por calefacción, fixación ou sobrecarga durante as probas. Non obstante, estes métodos non poden controlar a fuga térmica nunha célula especificada nin se poden implementar facilmente durante as probas dos sistemas de batería. Recentemente a xente está a desenvolver un novo método para desencadear a fuga térmica. A proba de propagación na nova norma IEC 62619: 2022 é un exemplo, e estímase que este método será un amplo uso no futuro. Este artigo é presentar algúns novos métodos que están en investigación.

Radiación láser:

A radiación láser consiste en quentar unha pequena área con pulso láser de alta enerxía. A calor conducirase no interior do material. A radiación láser úsase amplamente nas áreas de procesamento de materiais, como soldadura, conexión e corte. Normalmente hai tipos de láser como os seguintes:

• CO₂láser: láser de gas molecular de dióxido de carbono
• Láser semicondutor: láser de diodo feito de GaAs ou CdS
• Láser YAG: láser de sodio feito de granate de itrio aluminio
• Fibra óptica: láser feito de fibra de vidro con elemento de terras raras

Algúns investigadores usan láser de 40 W, 1000 nm de lonxitude de onda e 1 mm de diámetro para probar en diferentes células.

Ao ter unha tomografía computarizada na célula non activada, pódese comprobar que non hai influencia estrutural, excepto o buraco na superficie. Significa que o láser é direccional e de alta potencia e que a zona de quecemento é precisa. Polo tanto, o láser é unha boa forma de probar. Podemos controlar a variable e calcular a enerxía de entrada e saída con precisión. Mentres tanto, o láser ten as vantaxes de quentar e fixar, como o quecemento rápido e máis controlable. O láser ten máis vantaxes como:

• Pode desencadear fugas térmicas e non quentará as células veciñas. Isto é bo para o rendemento do contacto térmico

• Pode estimular a escaseza interna

• Pode introducir menos enerxía e calor en menor tempo para activar a fuga térmica, o que fai que a proba estea ben controlada.

Reacción de termitas:

A reacción da termita consiste en facer que o aluminio reaccione co óxido metálico a altas temperaturas, e o aluminio transferirase ao óxido de aluminio. Como a entalpía de formación do óxido de aluminio é moi baixa (-1645 kJ/mol), polo tanto xerará moita calor. O material de termita está bastante dispoñible e diferentes fórmulas poden xerar diferentes cantidades de calor. Polo tanto, os investigadores comezan a probar cunha bolsa de 10 Ah con termita.

A termita pode desencadear facilmente a fuga térmica, pero a entrada térmica non é fácil de controlar. Os investigadores buscan deseñar un reactor térmico que estea selado e capaz de concentrar a calor.

Lámpada de cuarzo de alta potencia:

Teoría: coloca unha lámpada de cuarzo de alta potencia debaixo dunha pila e separa a cela e a lámpada cunha placa. A placa debe ser perforada cun burato, para garantir a condución da enerxía.

A proba mostra que necesita unha potencia moi alta e moito tempo para desencadear a fuga térmica, e a térmica non está uniforme. A razón pode ser que a luz de cuarzo non é unha luz direccional, e a demasiada perda de calor fai que dificilmente desencadee a fuga térmica con precisión. Mentres tanto, a entrada de enerxía non é exacta. A proba de fuga térmica ideal é controlar a enerxía de activación e reducir o valor de entrada excedente, para diminuír a influencia no resultado da proba. Polo tanto, podemos sacar a conclusión de que a lámpada de cuarzo non é útil por agora.

Conclusión:

En comparación co método tradicional de activación da fuga térmica da célula (como quentamento, sobrecarga e penetración), a propagación do láser é unha forma máis eficaz, con menor área de calefacción, menor enerxía de entrada e menor tempo de activación. Isto contribúe a unha alta entrada de enerxía efectiva na zona limitada. Este método foi introducido pola IEC. Podemos esperar que moitos países teñan en conta este método. Non obstante, aumenta a esixencia de dispositivos láser. Require fonte láser adecuada e dispositivos a proba de radiación. Actualmente non hai casos suficientes para probas de fuga térmica, este método aínda é necesario verificar.