열폭주란?
열 폭주는 온도 증가에 의해 가속화되어 더 높은 온도를 위한 에너지를 방출하며, 이는 제때 해결되지 않으면 종종 다양한 파괴적인 결과를 초래합니다.
이 현상은 여러 영역에서 발생합니다. 천체 물리학에서 폭주하는 별에 의한 핵융합 반응은 신성과 여러 유형의 초신성 폭발로 이어집니다. 토목 공학에서는 다량의 양생된 콘크리트에서 방출되는 열이 제어되지 않을 때 열폭주가 발생합니다.
그러나 이러한 유형의 열 폭주는 여전히 소수이며 화학 및 전기 공학 분야에서 더 많은 열 폭주가 발생합니다. 강한 발열 반응은 온도의 상승으로 인해 가속화되며, 대부분의 적용은 폭발 및 화재를 동반하는 배터리 사용에 발생합니다.
배터리 열폭주란 무엇입니까?
배터리가 고장이나 부적절한 취급으로 인해 발생하면 배터리는 제어할 수 없는 다양한 연쇄 반응을 일으키기 시작합니다. 이때 배터리 내부의 온도는 배터리가 견딜 수 있는 최대 온도를 넘어섰고, 발열이 심한 경우가 많다. 더 나쁜 상황에서는 폭발하거나 화재를 일으킬 수 있습니다. 리튬 이온 배터리, 특히 전기 자동차 및 휴대 전화 애플리케이션에서 더 자주 발생합니다.
열 폭주 시 배터리 온도가 빠르게(밀리초 단위) 상승하고 저장된 배터리 에너지의 연쇄 반응으로 인해 극도로 높은 온도(화씨 약 752도/섭씨 400도 – 일반 소방실의 온도)가 생성됩니다.
방법
배터리의 열 폭주는 종종 배터리 셀의 음극 SEI 필름의 분해에서 시작되고 분리막이 분해 및 용융되어 음극이 전해질과 반응하고 양극과 전해질이 분해되어 대규모 내부 단락이 발생하여 전기 분해가 발생합니다. 액체가 타서 다른 셀로 퍼져 심각한 열 폭주를 일으켜 전체 배터리 팩이 자발적으로 점화됩니다.
(SEI막: 리튬전지의 XNUMX차 충전시 SEI막이 형성된다. 음극재와 전해질의 반응에 의해 형성되는 보호막으로, 한편으로는 음극재를 코팅하여 보호하는 역할을 한다. 반면에 리튬 이온이 음극 물질을 통과하여 삽입되도록 합니다.)
배터리 열 폭주의 원인 및 제안
에누리
배터리가 최대 안전 전압을 초과하여 과충전되어 배터리 자체가 손상될 뿐만 아니라 심각한 경우 화재가 발생할 수 있습니다. 2022년 중국에서도 비슷한 사건이 발생했다. 그 이유는 순수 전기버스의 과충전이 배터리의 열폭주를 촉발했고, 배터리 관리 시스템 자체가 과충전 회로의 안전 기능이 부족했기 때문이다.
방법 제안: 충전기의 전체 이중화로 해결할 수 있는 충전기의 결함을 찾으십시오. 둘째, 자체 배터리에 탑재된 배터리 관리 시스템이 각 배터리의 전압을 모니터링할 수 있는지 여부와 같은 규정을 준수하는지 여부를 관찰해야 합니다.
온도가 너무 높습니다
과도한 온도는 배터리의 열 폭주의 원인이기도 합니다. 배터리의 불합리한 선택과 열 설계로 인해 배터리의 내부 단락이 발생하고 외부 오작동으로 인한 배터리 단락도 방지해야 합니다.
배터리 설계 소재를 고려하여 열폭주를 방지하거나 이러한 현상의 반응을 차단하는 소재가 개발되었습니다. 배터리 관리 측면에서 온도 안전 경고를 구현하고 배터리 위험 경고를 구현합니다.
지난 몇 년 동안 "불발화 배터리"가 중국에서 새로운 트렌드가 되었습니다. 업계에서는 '철-리튬과 XNUMX원 중 누가 더 안전한가'에 대한 큰 논란이 일고 있다. CATL, BYD,
스볼트. 동시에 중국 자동차 회사들은 '화재, 연기, 폭발 없음'의 길을 걷기 시작했다. 현재 Keheng은 "절대 불"의 응용 프로그램입니다. 리튬 철 인산염 배터리.
내부 단락
2006년 보잉 787은 배터리 폭발로 인해 화재가 발생했습니다.. 원인은 전극과 분리막 내부에 금속 물체가 있어 내부 합선이 원인일 수 있으나 전문가들은 정확한 원인인지 확인할 수 없다.
이 문제를 해결하려면 제품 품질이 좋은 배터리 제조업체를 찾는 것이 가장 좋습니다. 선택된 배터리 관리 시스템(BMS)은 규정을 준수하며 내부 단락이 있는 배터리를 적시에 감지할 수 있습니다.
외부 충돌로 인한
충돌은 열 폭주를 유발하는 일반적인 방법입니다. 중국에서 발생한 여러 Tesla 차량 화재에 대응하여 Tsinghua University와 Massachusetts Institute of Technology는 공동으로 Tesla의 미국 충돌 사고에 대한 분석을 수행했습니다.
작업자의 올바른 작동 외에도 이 방법에 대한 솔루션은 안전 보호를 위해 배터리를 설계해야 하며, 이를 위해 R&D 담당자는 프로세스의 이유를 더 잘 이해해야 할 수 있습니다.
결론
현재 시장에서 BMS 모니터링은 배터리 전압, 배터리 전류, 배터리 온도, 배터리 충전 균형, 충전 제어 및 내부 단락 감지의 모니터링 및 관리를 포함하여 성숙되었습니다. 재료에서 안전 설계에 이르기까지 배터리 열 폭주 관리 감지의 실현은 전체 배터리 산업의 건강한 발전을 천천히 주도했습니다.
납축전지를 사용하는 경우, 전지 내부에 합선이 발생하면 내부의 산이 끓을 정도로 충분한 열이 발생하고, 썩은 계란인 유황 냄새만 맡을 수 있습니다. 이것이 화재를 일으키지는 않지만 배터리 산을 흘릴 위험은 화재나 폭발보다 훨씬 더 큽니다. (그래서 납축전지를 사신다면 좋은 제조사를 선택하시길 권해드립니다)
