Cos'è la fuga termica?
Il runaway termico è un processo accelerato da un aumento della temperatura, rilasciando così energia per temperature ulteriormente più elevate, che spesso portano a varie conseguenze distruttive se non affrontate in tempo.
Questo fenomeno si verifica in diverse aree. Le reazioni di fusione nucleare causate da stelle in fuga in astrofisica portano a nova e diversi tipi di esplosioni di supernova. Nell'ingegneria civile, l'instabilità termica si verifica anche quando il calore rilasciato da una grande quantità di calcestruzzo stagionato è incontrollato.
Ma questi tipi di instabilità termica sono ancora una minoranza e si verificano più instabilità termica nei campi della chimica e dell'ingegneria elettrica. La forte reazione esotermica è accelerata dall'aumento della temperatura e la maggior parte delle sue applicazioni si verificano nell'uso di batterie, che sono spesso accompagnate da esplosioni e incendi.
Cos'è la fuga termica della batteria?
Quando la batteria è dovuta a un guasto o a un uso improprio, la batteria inizia a causare varie reazioni a catena in modo incontrollabile. In questo momento, la temperatura interna della batteria ha superato la temperatura massima che la batteria può sopportare e spesso emette molto calore. In una situazione peggiore, potrebbe esplodere o provocare un incendio. Si verifica più frequentemente nelle batterie agli ioni di litio, specialmente nei veicoli elettrici e nelle applicazioni per telefoni cellulari.
In caso di instabilità termica, la temperatura della batteria aumenta rapidamente (in millisecondi) e la reazione a catena dell'energia accumulata crea temperature estremamente elevate (circa 752 gradi Fahrenheit / 400 gradi Celsius, la temperatura di una tipica stanza dei vigili del fuoco).
processi
L'instabilità termica della batteria inizia spesso dalla decomposizione della pellicola SEI dell'elettrodo negativo nella cella della batteria, quindi il separatore viene decomposto e fuso, facendo reagire l'elettrodo negativo con l'elettrolita, quindi l'elettrodo positivo e l'elettrolita essere decomposto, con conseguente cortocircuito interno su larga scala, con conseguente elettrolisi. Il liquido ha bruciato e poi si è diffuso ad altre celle, provocando una grave fuga termica, provocando l'accensione spontanea dell'intero pacco batteria.
(Pellicola SEI: la pellicola SEI si forma durante la prima carica della batteria al litio. Una pellicola di passivazione formata dalla reazione tra il materiale dell'elettrodo negativo e l'elettrolita, la sua funzione è quella di rivestire il materiale dell'elettrodo negativo da un lato e proteggerlo struttura da danni; d'altra parte, consente agli ioni di litio di passare e intercalarsi nel materiale dell'elettrodo negativo.)
Cause e suggerimenti per l'instabilità termica della batteria
sovraccaricare
La batteria è sovraccaricata oltre la sua tensione massima di sicurezza, che non solo danneggia la batteria stessa, ma può anche innescare un incendio nei casi più gravi. Un incidente simile si è verificato in Cina nel 2022. Il motivo era che il sovraccarico del bus elettrico puro ha innescato l'instabilità termica della batteria e il sistema di gestione della batteria stesso non aveva la funzione di sicurezza del circuito di sovraccarico.
Suggerimento sul metodo: trova l'errore del caricabatterie, che può essere risolto dalla piena ridondanza del caricabatterie. In secondo luogo, è necessario osservare se il sistema di gestione della batteria trasportato dalla propria batteria è conforme alle normative, ad esempio se è possibile monitorare la tensione di ciascuna batteria.
La temperatura è troppo alta
La temperatura eccessiva è anche una causa di instabilità termica nella batteria. A causa della selezione irragionevole e del design termico della batteria, viene causato il cortocircuito interno della batteria ed è inoltre necessario evitare il cortocircuito della batteria causato da un malfunzionamento esterno.
In considerazione dei materiali di progettazione della batteria, sono stati sviluppati materiali per prevenire l'instabilità termica o per bloccare la reazione di questo fenomeno. Dal punto di vista della gestione della batteria, realizza l'avviso di sicurezza della temperatura e realizza l'avviso di pericolo della batteria.
Negli ultimi anni, le "batterie non funzionanti" sono diventate una nuova tendenza in Cina. Nel settore c'è stata una "grande discussione su chi è più sicuro tra ferro-litio e ternario". È stato avviato per la prima volta da aziende come CATL, BYD e
SVOLT. Allo stesso tempo, le case automobilistiche cinesi hanno avviato la strada per “niente incendio, niente fumo, niente esplosione”. Attualmente, Keheng è l'applicazione del "non sparare mai" batterie al litio ferro fosfato.
Cortocircuito interno
Nel 2006, un Boeing 787 ha preso fuoco dopo l'esplosione di una batteria. La causa potrebbe derivare dal cortocircuito interno causato dalla presenza di oggetti metallici negli elettrodi e nei separatori, ma gli esperti non possono confermare con precisione se sia la causa.
Per risolvere questo problema, è meglio trovare un produttore di batterie con una buona qualità del prodotto. Il sistema di gestione della batteria selezionato (BMS) è conforme e in grado di rilevare tempestivamente le batterie con cortocircuiti interni.
causato da collisione esterna
Un crash è un modo tipico per innescare una fuga termica. In risposta a molteplici incendi di auto Tesla in Cina, la Tsinghua University e il Massachusetts Institute of Technology hanno condotto insieme un'analisi degli incidenti di Tesla negli Stati Uniti.
Oltre al corretto funzionamento dell'operatore, la soluzione a questo metodo richiede anche che la batteria sia progettata per la protezione di sicurezza, il che potrebbe richiedere al personale di ricerca e sviluppo di comprendere meglio il motivo del processo.
conclusione
Attualmente, il monitoraggio BMS sul mercato è maturato, incluso il monitoraggio e la gestione della tensione della batteria, della corrente della batteria, della temperatura della batteria, del bilanciamento della carica della batteria, del controllo della carica e del rilevamento dei cortocircuiti interni. La realizzazione del rilevamento della gestione dell'instabilità termica della batteria, dai materiali alla progettazione della sicurezza, ha lentamente guidato il sano sviluppo dell'intera industria delle batterie.
Se stai usando una batteria al piombo, quando la batteria ha un cortocircuito interno, viene generato abbastanza calore da far bollire l'acido interno e tutto ciò che potresti sentire sono uova marce - zolfo. Sebbene ciò non provochi un incendio, il pericolo di versare l'acido della batteria è di gran lunga maggiore di qualsiasi incendio o esplosione. (Quindi suggerisco che se acquisti batterie piombo-acido, prova a scegliere un ottimo produttore)
