Termal kaçak nedir?
Termal kaçak, sıcaklıktaki bir artışla hızlanan, böylece daha yüksek sıcaklıklar için enerji açığa çıkaran ve zamanında ele alınmadığı takdirde çoğu zaman çeşitli yıkıcı sonuçlara yol açan bir süreçtir.
Bu fenomen birkaç alanda ortaya çıkar. Astrofizikte kaçak yıldızların neden olduğu nükleer füzyon reaksiyonları, nova ve çeşitli süpernova patlamalarına yol açar. İnşaat mühendisliğinde, büyük miktarda kürlenmiş beton tarafından salınan ısı kontrolsüz olduğunda termal kaçak da meydana gelir.
Ancak bu tür termal kaçaklar hala bir azınlıktır ve kimya ve elektrik mühendisliği alanlarında daha fazla termal kaçak meydana gelir. Güçlü ekzotermik reaksiyon, sıcaklığın artması nedeniyle hızlanır ve uygulamalarının çoğu, genellikle patlama ve yangınların eşlik ettiği pillerin kullanımında gerçekleşir.
Pil termal kaçak nedir?
Akü bir arıza veya yanlış kullanımdan kaynaklandığında, akü kontrolsüz bir şekilde çeşitli zincirleme reaksiyonlara neden olmaya başlar. Şu anda pilin iç sıcaklığı, pilin dayanabileceği maksimum sıcaklığı aştı ve genellikle çok fazla ısı yayar. Daha kötü bir durumda patlayabilir veya yangına neden olabilir. Özellikle elektrikli araçlarda ve cep telefonu uygulamalarında lityum iyon pillerde daha sık görülür.
Termal kaçak durumunda, pilin sıcaklığı hızla yükselir (milisaniye cinsinden) ve depolanan pil enerjisinin zincirleme reaksiyonu son derece yüksek sıcaklıklar yaratır (yaklaşık 752 Fahrenheit / 400 santigrat derece - tipik bir yangın odasının sıcaklığı).
süreç
Pilin termal kaçağı genellikle pil hücresindeki negatif elektrot SEI filminin ayrışmasından başlar ve daha sonra ayırıcı ayrıştırılır ve eritilir, negatif elektrotun elektrolit ile reaksiyona girmesine neden olur ve ardından pozitif elektrot ve elektrolit bozunabilir, büyük ölçekli dahili kısa devreye neden olur ve elektroliz ile sonuçlanır. Sıvı yandı ve ardından diğer hücrelere yayılarak ciddi termal kaçaklara neden olarak tüm pil takımının kendiliğinden tutuşmasına neden oldu.
(SEI filmi: SEI filmi, lityum pilin ilk şarjı sırasında oluşur. Negatif elektrot malzemesi ile elektrolit arasındaki reaksiyonla oluşan bir pasifleştirme filmi, işlevi bir yandan negatif elektrot malzemesini kaplamak ve pilini korumaktır. hasardan yapı; Öte yandan, lityum iyonlarının negatif elektrot malzemesinden geçmesine ve araya girmesine izin verir.)
Akü termal kaçağı için nedenler ve öneriler
abartma
Pil, maksimum güvenli voltajının üzerinde aşırı şarj edilmiştir, bu yalnızca pilin kendisine zarar vermekle kalmaz, aynı zamanda ciddi durumlarda yangını da tetikleyebilir. Benzer bir olay 2022'de Çin'de meydana geldi. Bunun nedeni, tamamen elektrikli otobüsün aşırı şarj edilmesinin pilin termal kaçmasını tetiklemesi ve pil yönetim sisteminin kendisinin aşırı şarj devresinin güvenlik işlevinden yoksun olmasıydı.
Yöntem önerisi: Şarj cihazının tam yedekliliği ile çözülebilecek şarj cihazının arızasını bulun. İkinci olarak kendi aküsünün taşıdığı akü yönetim sisteminin yönetmeliklere uygun olup olmadığının, örneğin her bir akünün voltajının izlenip izlenemeyeceğinin gözlemlenmesi gerekir.
Sıcaklık çok yüksek
Aşırı sıcaklık aynı zamanda pilde termal kaçakların bir nedenidir. Pilin makul olmayan seçimi ve termal tasarımı nedeniyle, pilin dahili kısa devresine neden olur ve ayrıca harici yanlış kullanımdan kaynaklanan pilin kısa devresini önlemek gerekir.
Akü tasarım malzemeleri dikkate alınarak, termal kaçakları önleyecek veya bu fenomenin reaksiyonunu engelleyecek malzemeler geliştirilmiştir. Akü yönetimi açısından, sıcaklık güvenlik uyarısı gerçekleştirir ve akü tehlike uyarısını gerçekleştirir.
Son birkaç yılda “ateşlemeyen piller” Çin'de yeni bir trend haline geldi. Endüstride “demir-lityum ve üçlü arasında kimin daha güvenli olduğu konusunda büyük bir tartışma” yaşandı. İlk olarak CATL, BYD ve
SVOLT. Aynı zamanda Çinli otomobil şirketleri de “ateş yok, duman yok, patlama yok” yolunu açtı. Şu anda, Keheng “asla ateş etme” uygulamasıdır. lityum demir fosfat piller.
Dahili kısa devre
2006 yılında, bir pil patladıktan sonra bir Boeing 787 alev aldı.. Nedeni, elektrotlarda ve ayırıcılarda metal nesnelerin bulunmasının neden olduğu dahili kısa devreden kaynaklanabilir, ancak uzmanlar sebebin bu olup olmadığını kesin olarak doğrulayamaz.
Bu sorunu çözmek için ürün kalitesi iyi olan bir pil üreticisi bulmak en iyisidir. Seçilen pil yönetim sistemi (BMS) uyumludur ve dahili kısa devreli pilleri zamanında tespit etme yeteneğine sahiptir.
dış çarpışmadan kaynaklanan
Bir çarpışma, bir termal kaçışı tetiklemenin tipik bir yoludur. Çin'deki birden fazla Tesla otomobil yangınına yanıt olarak, Tsinghua Üniversitesi ve Massachusetts Teknoloji Enstitüsü, Tesla'nın ABD'deki kazalarının bir analizini ortaklaşa yürüttü.
Operatörün doğru çalışmasına ek olarak, bu yöntemin çözümü ayrıca pilin güvenlik koruması için tasarlanmasını gerektirir, bu da Ar-Ge personelinin işlemin nedenini daha iyi anlamasını gerektirebilir.
sonuç
Şu anda, pil voltajının, pil akımının, pil sıcaklığının, pil şarj dengesinin, şarj kontrolünün ve dahili kısa devre algılamasının izlenmesi ve yönetimi dahil olmak üzere piyasadaki BMS izlemesi olgunlaşmıştır. Malzemelerden güvenlik tasarımına kadar pil termal kaçak yönetimi algılamasının gerçekleştirilmesi, tüm pil endüstrisinin sağlıklı gelişimini yavaş yavaş yönlendirdi.
Kurşun asitli pil kullanıyorsanız, pilde dahili kısa devre olduğunda, dahili asidin kaynamasına neden olacak kadar ısı üretilir ve koklayabileceğiniz tek şey çürük yumurta - kükürttür. Bu bir yangını başlatmasa da akü asidinin dökülmesi tehlikesi herhangi bir yangın veya patlamadan çok daha fazladır. (Bu yüzden kurşun asitli piller satın alırsanız, mükemmel bir üretici seçmeyi denemenizi öneririm)