¿Qué es la fuga térmica?
La fuga térmica es un proceso acelerado por un aumento de la temperatura, lo que libera energía para temperaturas más altas, lo que a menudo conduce a varias consecuencias destructivas si no se aborda a tiempo.
Este fenómeno ocurre en varias áreas. Las reacciones de fusión nuclear causadas por estrellas fugitivas en astrofísica conducen a explosiones de nova y varios tipos de supernova. En ingeniería civil, la fuga térmica también ocurre cuando no se controla el calor liberado por una gran cantidad de concreto curado.
Pero estos tipos de fugas térmicas siguen siendo una minoría, y ocurren más fugas térmicas en los campos de la química y la ingeniería eléctrica. La fuerte reacción exotérmica se acelera debido al aumento de la temperatura, y la mayoría de sus aplicaciones se dan en el uso de baterías, que suelen ir acompañadas de explosiones e incendios.
¿Qué es la fuga térmica de la batería?
Cuando la batería se debe a alguna falla o manejo inadecuado, la batería comienza a causar varias reacciones en cadena sin control. En este momento, la temperatura interna de la batería ha superado la temperatura máxima que la batería puede soportar y, a menudo, emite mucho calor. En peor situación, puede explotar o provocar un incendio. Ocurre con mayor frecuencia en baterías de iones de litio, especialmente en vehículos eléctricos y aplicaciones de telefonía móvil.
En la fuga térmica, la temperatura de la batería aumenta rápidamente (en milisegundos) y la reacción en cadena de la energía almacenada en la batería crea temperaturas extremadamente altas (alrededor de 752 grados Fahrenheit / 400 grados Celsius, la temperatura de una sala de incendios típica).
La fuga térmica de la batería a menudo comienza con la descomposición de la película SEI del electrodo negativo en la celda de la batería, y luego el separador se descompone y se funde, lo que hace que el electrodo negativo reaccione con el electrolito, y luego el electrodo positivo y el electrolito se ser descompuesto, lo que resulta en un cortocircuito interno a gran escala, lo que resulta en electrólisis. El líquido se quemó y luego se propagó a otras celdas, lo que provocó una fuga térmica severa, lo que provocó que todo el paquete de baterías se encendiera espontáneamente.
(Película SEI: La película SEI se forma durante la primera carga de la batería de litio. Una película de pasivación formada por la reacción entre el material del electrodo negativo y el electrolito, su función es recubrir el material del electrodo negativo por un lado y proteger su estructura del daño; por otro lado, permite que los iones de litio pasen y se intercalen en el material del electrodo negativo).
Causas y sugerencias para la fuga térmica de la batería
cargo excesivo
La batería se sobrecarga más allá de su voltaje máximo seguro, lo que no solo daña la batería en sí, sino que también puede provocar un incendio en casos graves. Un incidente similar ocurrió en China en 2022. La razón fue que la sobrecarga del autobús eléctrico puro desencadenó la fuga térmica de la batería y el sistema de administración de la batería en sí carecía de la función de seguridad del circuito de sobrecarga.
Sugerencia de método: encuentre la falla del cargador, que puede resolverse mediante la redundancia total del cargador. En segundo lugar, hay que observar si el sistema de gestión de baterías que lleva su propia batería cumple la normativa, por ejemplo, si se puede monitorizar el voltaje de cada batería.
La temperatura es demasiado alta
La temperatura excesiva también es una causa de fuga térmica en la batería. Debido a la selección irrazonable y al diseño térmico de la batería, se produce un cortocircuito interno de la batería y también es necesario evitar el cortocircuito de la batería causado por un mal funcionamiento externo.
Teniendo en cuenta los materiales de diseño de la batería, se han desarrollado materiales para evitar la fuga térmica o para bloquear la reacción de este fenómeno. Desde la perspectiva de la gestión de la batería, se da cuenta de la advertencia de seguridad de temperatura y se da cuenta de la advertencia de peligro de la batería.
En los últimos años, las "baterías que no disparan" se han convertido en una nueva tendencia en China. En la industria ha habido una “gran discusión sobre quién es más seguro entre el hierro-litio y el ternario”. Primero fue iniciado por compañías como CATL, BYD y
SVOLT. Al mismo tiempo, las empresas automovilísticas chinas iniciaron el camino hacia “sin fuego, sin humo, sin explosión”. En la actualidad, Keheng es la aplicación de "nunca disparar" baterías de fosfato de hierro y litio.
cortocircuito interno
En 2006, un Boeing 787 se incendió después de que explotara una batería.. La causa puede tener su origen en el cortocircuito interno provocado por la presencia de objetos metálicos en los electrodos y separadores, pero los expertos no pueden confirmar con certeza si esa es la causa.
Para solucionar este problema, lo mejor es buscar un fabricante de baterías con buena calidad de producto. El sistema de administración de baterías (BMS) seleccionado cumple con las normas y es capaz de detectar oportunamente baterías con cortocircuitos internos.
causado por una colisión externa
Un choque es una forma típica de desencadenar una fuga térmica. En respuesta a múltiples incendios de automóviles Tesla en China, la Universidad de Tsinghua y el Instituto de Tecnología de Massachusetts realizaron conjuntamente un análisis de los accidentes de Tesla en los Estados Unidos.
Además de la operación correcta del operador, la solución a este método también requiere que la batería esté diseñada para protección de seguridad, lo que puede requerir que el personal de I+D comprenda mejor el motivo del proceso.
conclusión
En la actualidad, el monitoreo de BMS en el mercado ha madurado, incluido el monitoreo y la gestión del voltaje de la batería, la corriente de la batería, la temperatura de la batería, el balance de carga de la batería, el control de carga y la detección de cortocircuitos internos. La realización de la detección de la gestión de fugas térmicas de la batería desde los materiales hasta el diseño de seguridad ha impulsado lentamente el desarrollo saludable de toda la industria de las baterías.
Si está utilizando una batería de ácido de plomo, cuando la batería tiene un cortocircuito interno, se genera suficiente calor para hacer que el ácido interno hierva, y todo lo que puede oler es huevos podridos: azufre. Si bien esto no provocará un incendio, el peligro de derramar ácido de batería es mucho mayor que cualquier incendio o explosión. (Así que le sugiero que si compra baterías de plomo-ácido, intente elegir un fabricante excelente)
