Hvad er termisk flugt?
Thermal runaway er en proces, der accelereres af en stigning i temperaturen, og derved frigives energi til yderligere højere temperaturer, hvilket ofte fører til forskellige ødelæggende konsekvenser, hvis det ikke tages hånd om i tide.
Dette fænomen forekommer på flere områder. Nukleare fusionsreaktioner forårsaget af løbske stjerner i astrofysikken fører til nova og flere typer supernovaeksplosioner. I anlægsteknik opstår termisk løbsk også, når den varme, der frigives af en stor mængde hærdet beton, er ukontrolleret.
Men disse typer af termiske runaways er stadig en minoritet, og flere termiske runaways forekommer inden for kemi og elektroteknik. Den stærke eksoterme reaktion accelereres på grund af temperaturstigningen, og de fleste af dens anvendelser sker ved brug af batterier, som ofte ledsages af eksplosioner og brande.
Hvad er batteri termisk runaway?
Når batteriet skyldes en fejl eller forkert håndtering, begynder batteriet at forårsage forskellige kædereaktioner ukontrolleret. På dette tidspunkt har batteriets indre temperatur overskredet den maksimale temperatur, som batteriet kan tåle, og det afgiver ofte meget varme. I en værre situation kan den eksplodere eller forårsage brand. Det forekommer hyppigere i lithium-ion-batterier, især i elektriske køretøjer og mobiltelefonapplikationer.
I termisk runaway stiger temperaturen på batteriet hurtigt (i millisekunder), og kædereaktionen af lagret batterienergi skaber ekstremt høje temperaturer (ca. 752 grader Fahrenheit / 400 grader Celsius - temperaturen i et typisk brandrum).
behandle
Batteriets termiske løb starter ofte fra nedbrydningen af den negative elektrode SEI-film i battericellen, hvorefter separatoren nedbrydes og smeltes, hvilket får den negative elektrode til at reagere med elektrolytten, og så vil den positive elektrode og elektrolytten blive nedbrudt, hvilket resulterer i storstilet intern kortslutning, hvilket resulterer i elektrolyse. Væsken brændte, og spredte sig derefter til andre celler, hvilket forårsagede alvorlig termisk flugt, hvilket fik hele batteripakken til spontant at antænde.
(SEI-film: SEI-filmen dannes under den første opladning af lithiumbatteriet. En passiveringsfilm dannet ved reaktionen mellem det negative elektrodemateriale og elektrolytten, dens funktion er på den ene side at belægge det negative elektrodemateriale og beskytte dets struktur fra beskadigelse; på den anden side tillader det lithium-ioner at passere igennem og interkalere ind i det negative elektrodemateriale.)
Årsager og forslag til termisk batteriløb
overprisen
Batteriet er overopladet ud over dets maksimale sikre spænding, hvilket ikke kun beskadiger selve batteriet, men også kan udløse brand i alvorlige tilfælde. En lignende hændelse skete i Kina i 2022. Årsagen var, at overopladningen af den rene elbus udløste batteriets termiske løb, og selve batteristyringssystemet manglede sikkerhedsfunktionen i overopladningskredsløbet.
Metodeforslag: Find fejlen på opladeren, som kan løses ved opladerens fulde redundans. For det andet er det nødvendigt at observere, om batteristyringssystemet, som bæres af dets eget batteri, overholder forskrifterne, for eksempel om spændingen på hvert batteri kan overvåges.
Temperaturen er for høj
For høj temperatur er også en årsag til termisk løbsk i batteriet. På grund af batteriets urimelige valg og termiske design forårsages den interne kortslutning af batteriet, og det er også nødvendigt at undgå kortslutning af batteriet forårsaget af ekstern fejlbetjening.
Med hensyn til batteridesignmaterialer er der udviklet materialer til at forhindre termisk løb eller blokere reaktionen af dette fænomen. Fra batteristyringsperspektivet realiserer den temperatursikkerhedsadvarsel og realiserer batterifareadvarsel.
I de seneste par år er "ikke-fyrende batterier" blevet en ny trend i Kina. I branchen har der været en "stor diskussion om, hvem der er mere sikker mellem jern-lithium og ternær". Det blev først initieret af virksomheder som CATL, BYD og
SVOLT. Samtidig startede kinesiske bilselskaber vejen til "ingen brand, ingen røg, ingen eksplosion". På nuværende tidspunkt er Keheng anvendelsen af "aldrig ild" lithiumjernfosfatbatterier.
Intern kortslutning
I 2006 brød en Boeing 787 i brand, efter at et batteri eksploderede. Årsagen kan stamme fra den interne kortslutning forårsaget af tilstedeværelsen af metalgenstande i elektroderne og separatorerne, men eksperter kan ikke præcist bekræfte, om det er årsagen.
For at løse dette problem er det bedst at finde en batteriproducent med god produktkvalitet. Det valgte batteristyringssystem (BMS) er kompatibelt og i stand til rettidig detektering af batterier med interne kortslutninger.
forårsaget af ekstern kollision
Et styrt er en typisk måde at udløse en termisk løbsk. Som svar på flere Tesla-bilbrande i Kina, gennemførte Tsinghua University og Massachusetts Institute of Technology i fællesskab en analyse af Teslas styrt i USA.
Ud over den korrekte betjening af operatøren kræver løsningen af denne metode også, at batteriet er designet til sikkerhedsbeskyttelse, hvilket kan kræve, at R&D-personalet bedre forstår årsagen til processen.
konklusion
På nuværende tidspunkt er BMS-overvågning på markedet modnet, herunder overvågning og styring af batterispænding, batteristrøm, batteritemperatur, batteriladningsbalance, ladekontrol og intern kortslutningsdetektion. Realiseringen af detektering af batteri termisk runaway management fra materialer til sikkerhedsdesign har langsomt drevet den sunde udvikling af hele batteriindustrien.
Hvis du bruger et blybatteri, når batteriet har en intern kortslutning, genereres der tilstrækkelig varme til at få den indre syre til at koge, og alt du kan lugte er rådne æg – svovl. Selvom dette ikke vil starte en brand, er faren for at spilde batterisyre langt større end enhver brand eller eksplosion. (Så jeg foreslår, at hvis du køber bly-syre-batterier, så prøv at vælge en fremragende producent)
