Преглед

Когато се случват повече инциденти, причинени от литиево-йонна батерия, хората са по-загрижени за термичното изтичане на батерията, тъй като топлинното изтичане, възникващо в една клетка, може да разпространи топлина към други клетки, което води до изключване на цялата система на батерията.

Традиционно ще задействаме термично изтичане чрез нагряване, закрепване или презареждане по време на тестове. Въпреки това, тези методи не могат нито да контролират топлинното бягане в определена клетка, нито могат лесно да бъдат приложени по време на тестове на батерийни системи. Напоследък хората разработват нов метод за задействане на топлинно бягство. Тестът за разпространение в новия IEC 62619: 2022 е пример и се очаква този метод да бъде широко използван в бъдеще. Тази статия има за цел да представи някои нови методи, които са в процес на изследване.

Лазерно лъчение:

Лазерното лъчение е за загряване на малка площ с високоенергиен лазерен импулс. Топлината ще се провежда вътре в материала. Лазерното лъчение се използва широко в областите на обработка на материали, като заваряване, свързване и рязане. Обикновено има следните видове лазери:

• CO₂лазер: лазер с молекулярен газ на въглероден диоксид
• Полупроводников лазер: Диоден лазер, изработен от GaAs или CdS
• YAG лазер: Натриев лазер, изработен от итриев алуминиев гранат
• Оптични влакна: лазер, изработен от стъклени влакна с редкоземни елементи

Някои изследователи използват лазер от 40 W, дължина на вълната 1000 nm и диаметър 1 mm, за да тестват различни клетки.

При CT сканиране на незадействаната клетка може да се установи, че няма структурно влияние, освен дупката на повърхността. Това означава, че лазерът е насочен и с висока мощност, а площта на нагряване е прецизна. Следователно лазерът е добър начин за тестване. Можем да контролираме променливата и да изчислим точно входната и изходната енергия. Междувременно лазерът има предимствата на нагряване и закрепване, като бързо нагряване и по-контролируем. Лазерът има повече предимства като:

• Може да задейства топлинен бягство и няма да нагрява съседните клетки. Това е добре за характеристиките на термичния контакт

• Може да стимулира вътрешен недостиг

• Може да вкарва по-малко енергия и топлина за по-кратко време, за да задейства термично отклонение, което прави теста добре контролиран.

Термитна реакция:

Термитната реакция е да накара алуминия да реагира с метален оксид при висока температура и алуминият ще се превърне в алуминиев оксид. Тъй като енталпията на образуване на алуминиев оксид е много ниска (-1645kJ/mol), следователно той ще генерира много топлина. Термитният материал е доста достъпен и различната формула може да генерира различно количество топлина. Следователно изследователите започват да тестват с 10Ah торбичка с термит.

Термитът може лесно да задейства топлинно бягане, но топлинният вход не е лесен за контролиране. Изследователите се стремят да проектират топлинен реактор, който е запечатан и способен да концентрира топлина.

Кварцова лампа с висока мощност:

Теория: Поставете мощна кварцова лампа под клетка и отделете клетката от лампата с плоча. Плочата трябва да бъде пробита с отвор, за да се гарантира провеждането на енергия.

Тестът показва, че се нуждае от много висока мощност и дълго време, за да задейства термично отклонение, а термичното варира неравномерно. Причината може да е, че кварцовата светлина не е насочена светлина и твърде голямата загуба на топлина я прави трудно да задейства топлинно бягство. Междувременно вложената енергия не е точна. Идеалният термичен тест за разгонване е да се контролира задействащата енергия и да се намали излишната входна стойност, за да се намали влиянието върху резултата от теста. Следователно можем да направим извода, че кварцовата лампа засега не е полезна.

Заключение:

В сравнение с традиционния метод за задействане на клетъчно термично изпускане (като нагряване, презареждане и проникване), лазерното разпространение е по-ефективен начин, с по-малка нагревателна площ, по-ниска входяща енергия и по-кратко време на задействане. Това допринася за висок ефективен енергиен внос върху ограничената площ. Този метод е въведен от IEC. Можем да очакваме, че много страни ще вземат под внимание този метод. Това обаче повдига високи изисквания към лазерните устройства. Това изисква подходящ лазерен източник и устойчиви на радиация устройства. Понастоящем няма достатъчно случаи за термично изпитване, този метод все още се нуждае от проверка.