लिथियम-आयन बैटरी थर्मल रनवे और सामग्री विश्लेषण

आज, विभिन्न कार कंपनियां पावर बैटरी में बड़े पैमाने पर लिथियम बैटरी का उपयोग कर रही हैं, और ऊर्जा घनत्व अधिक से अधिक होता जा रहा है, लेकिन लोग अभी भी पावर बैटरी की सुरक्षा से प्रभावित हैं, और यह सुरक्षा के लिए अच्छा समाधान नहीं है। बैटरियां.थर्मल रनवे पावर बैटरी सुरक्षा का मुख्य अनुसंधान उद्देश्य है, और इस पर ध्यान देने योग्य है।

सबसे पहले ये समझते हैं कि थर्मल रनअवे क्या है.थर्मल रनअवे विभिन्न ट्रिगर्स द्वारा शुरू की गई एक श्रृंखला प्रतिक्रिया घटना है, जिसके परिणामस्वरूप कम समय के भीतर बैटरी द्वारा बड़ी मात्रा में गर्मी और हानिकारक गैसें उत्सर्जित होती हैं, जिससे बैटरी में आग लग सकती है और गंभीर मामलों में विस्फोट भी हो सकता है।थर्मल रनवे की घटना के कई कारण हैं, जैसे ओवरहीटिंग, ओवरचार्जिंग, आंतरिक शॉर्ट सर्किट, टकराव, आदि। बैटरी थर्मल रनवे अक्सर बैटरी सेल में नकारात्मक एसईआई फिल्म के अपघटन से शुरू होता है, इसके बाद अपघटन और पिघलना होता है। डायाफ्राम के परिणामस्वरूप, नकारात्मक इलेक्ट्रोड और इलेक्ट्रोलाइट, जिसके बाद सकारात्मक इलेक्ट्रोड और इलेक्ट्रोलाइट दोनों का विघटन होता है, इस प्रकार बड़े पैमाने पर आंतरिक शॉर्ट सर्किट शुरू हो जाता है, जिससे इलेक्ट्रोलाइट जल जाता है, जो फिर अन्य कोशिकाओं में फैल जाता है, जिससे एक गंभीर थर्मल भगोड़ा और पूरे बैटरी पैक को सहज दहन उत्पन्न करने की अनुमति देता है।

थर्मल रनवे के कारणों को आंतरिक और बाहरी कारणों में विभाजित किया जा सकता है।आंतरिक कारण अक्सर आंतरिक शॉर्ट सर्किट के कारण होते हैं;बाहरी कारण यांत्रिक दुरुपयोग, विद्युत दुरुपयोग, थर्मल दुरुपयोग आदि के कारण होते हैं।

एक आंतरिक शॉर्ट सर्किट, जो बैटरी के सकारात्मक और नकारात्मक टर्मिनलों के बीच सीधा संपर्क है, संपर्क की डिग्री और उसके बाद शुरू होने वाली प्रतिक्रिया में बहुत भिन्न होता है।आमतौर पर यांत्रिक और थर्मल दुरुपयोग के कारण होने वाला एक विशाल आंतरिक शॉर्ट सर्किट सीधे थर्मल रनवे को ट्रिगर करेगा।इसके विपरीत, आंतरिक शॉर्ट सर्किट जो अपने आप विकसित होते हैं वे अपेक्षाकृत छोटे होते हैं, और इससे उत्पन्न होने वाली गर्मी इतनी कम होती है कि यह तुरंत थर्मल रनवे को ट्रिगर नहीं करती है।आंतरिक स्व-विकास में आमतौर पर विनिर्माण दोष, बैटरी की उम्र बढ़ने के कारण विभिन्न गुणों में गिरावट, जैसे कि आंतरिक प्रतिरोध में वृद्धि, लंबे समय तक हल्के दुरुपयोग के कारण लिथियम धातु जमा होना आदि शामिल हैं। जैसे-जैसे समय बढ़ता है, ऐसे में आंतरिक शॉर्ट सर्किट का खतरा होता है। आंतरिक कारण धीरे-धीरे बढ़ेंगे।

यांत्रिक दुरुपयोग, बाहरी बल की कार्रवाई के तहत लिथियम बैटरी मोनोमर और बैटरी पैक के विरूपण और स्वयं के विभिन्न हिस्सों के सापेक्ष विस्थापन को संदर्भित करता है।विद्युत सेल के विरुद्ध मुख्य रूपों में टकराव, बाहर निकालना और पंचर शामिल हैं।उदाहरण के लिए, तेज गति से वाहन द्वारा छूई गई एक विदेशी वस्तु सीधे बैटरी के आंतरिक डायाफ्राम के पतन का कारण बनी, जिसके परिणामस्वरूप बैटरी के भीतर शॉर्ट सर्किट हुआ और थोड़े समय के भीतर स्वतःस्फूर्त दहन शुरू हो गया।

लिथियम बैटरियों के विद्युत दुरुपयोग में आम तौर पर बाहरी शॉर्ट सर्किट, ओवरचार्ज, ओवर डिस्चार्ज कई रूप शामिल हैं, जो ओवरचार्ज के लिए थर्मल रनवे में विकसित होने की सबसे अधिक संभावना है।बाहरी शॉर्ट सर्किट तब होता है जब विभेदक दबाव वाले दो कंडक्टर सेल के बाहर जुड़े होते हैं।बैटरी पैक में बाहरी शॉर्ट्स वाहन की टक्कर, पानी में डूबने, कंडक्टर संदूषण या रखरखाव के दौरान बिजली के झटके के कारण होने वाली विकृति के कारण हो सकते हैं।आमतौर पर, बाहरी शॉर्ट सर्किट से निकलने वाली गर्मी पंचर के विपरीत बैटरी को गर्म नहीं करती है।बाहरी शॉर्ट सर्किट और थर्मल रनवे के बीच महत्वपूर्ण कड़ी तापमान का अति ताप के बिंदु तक पहुंचना है।ऐसा तब होता है जब बाहरी शॉर्ट सर्किट द्वारा उत्पन्न गर्मी को अच्छी तरह से नष्ट नहीं किया जा सकता है कि बैटरी का तापमान बढ़ जाता है और उच्च तापमान थर्मल रनवे को ट्रिगर करता है।इसलिए, शॉर्ट-सर्किट करंट को काटना या अतिरिक्त गर्मी को नष्ट करना बाहरी शॉर्ट सर्किट को और अधिक नुकसान होने से रोकने का एक तरीका है।ऊर्जा से भरपूर होने के कारण ओवरचार्जिंग, विद्युत दुरुपयोग के सबसे बड़े खतरों में से एक है।गर्मी और गैस का उत्पादन ओवरचार्जिंग प्रक्रिया की दो सामान्य विशेषताएं हैं।ऊष्मा का उत्पादन ओमिक ऊष्मा और पार्श्व प्रतिक्रियाओं से होता है।सबसे पहले, अत्यधिक लिथियम एम्बेडिंग के कारण लिथियम डेंड्राइट एनोड सतह पर बढ़ते हैं।