Thermische runaway en thermisch beheer van lithiumbatterij
Vier jaar geleden startten het Amerikaanse ministerie van Energie DOE en het Duitse ministerie van Wetenschap en Onderwijs BMBF en aanverwante internationaal gerenommeerde wetenschappers de International Battery Safety Workshop, IBSW, Technical University of Munich in 2015, Sandia National Laboratory in 2017, 2019 Op 8 oktober , 2008, is het International Battery Safety Symposium IBSW drie keer op rij gehouden. Het heeft steeds meer diepgaande en nauwgezette academische discussies gevoerd over stroombatterijen in termen van prestaties, technische richting, thermische runaway en thermisch beheer. Applicatie communicatie.
Thermische wegloop van stroombatterij
Thermische runaway en thermisch beheer van stroombatterij - Een stem van de International Battery Safety Conference IBWS
Als reactie op de thermische vlucht hebben academicus Ouyang Minggao en zijn Tsinghua-team door middel van onderzoek drie mechanismen en vier oplossingen bedacht.
De drie mechanismen zijn:
1. Membraanpunctie veroorzaakt interne kortsluiting om thermische runaway te veroorzaken;
2. De batterij met hoge specifieke energie geeft actieve zuurstof af en de zuurstofontwikkelingsdichtheid blijft afnemen naarmate de specifieke energie toeneemt;
3. Actief lithium in de negatieve elektrode veroorzaakt door snel opladen of overladen.
De specifieke preventie- en controlemethoden die door het team van Ouyang Minggao worden gegeven, zijn:
Ten eerste de interne kortsluiting en de methode voor het beheersen van interne kortsluiting, namelijk BMS;
Ten tweede, de thermische wegloop veroorzaakt door zuurstofontwikkeling in de positieve elektrode en het thermische ontwerp van de batterij;
Ten derde, de thermische wegloop en ladingscontrole veroorzaakt door de gewelddadige reactie tussen lithiumprecipitatie in de negatieve elektrode en de elektrolyt;
Ten vierde, als geen van de drie mechanismen en drie technologieën het probleem van thermische wegloop kan oplossen, kan het gebruik van het beperken van warmteverspreiding, door de wet van warmteverspreiding te begrijpen en de warmteverspreiding te beperken, uiteindelijk het optreden van veiligheidsongevallen voorkomen.
Professor Ai Xinping van Wuhan University heeft dezelfde mening. Op dezelfde dag verklaarde hij duidelijk in een toespraak getiteld"Safety Enhancement Technology for Lithium Ion Batteries":
Thermische runaway en thermisch beheer van stroombatterij - Een stem van de International Battery Safety Conference IBWS
Het onveilige gedrag van de batterij wordt voornamelijk veroorzaakt door thermal runaway.
Wanneer de batterij wordt kortgesloten, overladen of wordt blootgesteld aan hoge temperaturen, zal de temperatuur van de batterij stijgen. Nadat de temperatuur is gestegen, zal de een na de ander een reeks exotherme nevenreacties op gang brengen. De warmte die vrijkomt bij deze nevenreacties kan niet op tijd worden afgevoerd, waardoor de batterijtemperatuur stijgt. Door het positieve feedbackmechanisme zal de uiteindelijke exotherme reactie steeds intenser worden. , Er treedt een thermische runaway op.
Wat betreft de oplossing voor thermische op hol geslagen, heeft professor Ai Xinping drie methoden:
Probeer op het eerste niveau kortsluiting te vermijden en overladen te voorkomen;
Op het tweede niveau, als er een kortsluiting of overbelasting is, moet thermische beveiliging worden uitgevoerd om thermische wegloop zoveel mogelijk te voorkomen;
Op het derde niveau, als de hitte uit de hand loopt en het onmogelijk is om de test te vermijden, probeer deze dan te vermijden zonder ernstige schade aan te richten en vat' niet in brand.
Vermogen batterij thermisch beheer
Experts en wetenschappers bestuderen methoden om thermische runaway op te lossen op basis van batterijmechanisme, maar zoals academicus Ouyang Minggao zei, als technologie thermische runaway niet kan oplossen, moeten methoden worden gebruikt om thermische verspreiding te onderdrukken.
In dit verband gaf Wang Deping, directeur van het FAW New Energy Research Institute, de oplossing van FAW'.
Thermische runaway en thermisch beheer van stroombatterij - Een stem van de International Battery Safety Conference IBWS
Als autobedrijf voert FAW het veiligheidsbeheer uit over het hele systeem, van onderzoek en ontwikkeling op het gebied van batterijtechnologie tot aftersalesservice:
Eerst veiligheid duidelijk maken vanuit de richting van de technische route;
Ten tweede, bouw een systeembreed beveiligingsconcept;
Ten derde, neem beveiliging op in het managementkader en het kader van het hele bedrijf;
Ten vierde, enkele specifieke beveiligingstechnologieën.
Ten vijfde, verbeter de experimentele verificatie;
Ten zesde, front-end en full-process services bieden;
Ten zevende, het monitoringsysteem.
Op het gebied van specifieke veiligheidstechnologie heeft FAW een viervoudig veiligheidsbeschermingssysteem gebouwd rond een positief ontwerp, inclusief batterijveiligheid, voertuigveiligheid, laadveiligheid en gebruiksveiligheid. Rondom deze vier aspecten bevat het interne 16 specifieke aspecten en 54 specifieke veiligheidsmaatregelen om de veiligheid van het gehele power battery systeem gedurende de gehele levenscyclus te waarborgen.
Voor de vroege waarschuwing van thermische runaway van een batterij heeft FAW een systeemdiagnose opgesteld van vroegtijdige waarschuwing van het thermische runaway-model, waarbij de bestuurder en de achtergrond de bijbehorende vroegtijdige waarschuwingsinformatiediensten voor thermische runaway krijgen, en is ook uitgerust met een actief en veilig batterijbrandblussysteem .
Volgens Wang Deping, het actieve brandblussysteem waarmee FAW en Zephyr Intelligent System Shanghai Co., Ltd. hebben samengewerkt, is het effect duidelijk uit de vorige experimentele situatie:
Enerzijds kan het systeem actief brandblusexperimenten uitvoeren op modules en monomeren die thermisch uit de hand lopen;
Anderzijds, omdat het gebruikte blusmedium een medium is met een hoge warmte-tot-smeltverhouding, kan door deze warmteabsorptiefunctie de temperatuur in het batterijpakket worden verlaagd, zodat de hitte in het batterijpakket kan worden voorkomen van het veroorzaken van brand in het interieur van het voertuig.
Li Fei, voorzitter van Shanghai Zhefu, die werd geprezen door de FAW, hield een toespraak op de dag van"Preventie- en controleplan voor thermische wegloop van lithiumbatterijen". , Hoe te onderdrukken.
Thermische runaway en thermisch beheer van stroombatterij - Een stem van de International Battery Safety Conference IBWS
Volgens Zephyr', of het nu gaat om de onderdrukking van thermische op hol geslagen of de onderdrukking van thermische op hol geslagen verspreiding, is koeling het meest kritisch. Daarom verklaarde Li Fei herhaaldelijk dat"afkoelen de koninklijke weg is."
Op basis van zijn eigen toonaangevende technische voordelen heeft Zephyr een uniek drie-in-één compleet programma voor thermisch beheer gevormd:
1. Voor het gebruik van vloeistofkoeling voor het batterijcompartiment, geforceerde koeling;
2. Gericht op het probleem van thermische runaway, wordt een samengesteld detectiesysteem gebruikt om de thermische runaway van de batterij vooraf te waarschuwen, en het kan tijdig melden wanneer de batterij defect raakt;
3. Het bovenstaande detectiesysteem wordt gebruikt als een mechanisme om de thermische onderdrukking van de batterij te activeren. Zodra de thermische runaway van de batterij zich verspreidt, wordt het brandblusapparaat voor vloeibare lithiumbatterijen geactiveerd.
Deze reeks technologie is gebruikt in veel binnenlandse bedrijfswagenbedrijven en -gebruikers. In de toekomst zal het het veld van personenauto's betreden en de"airbag" van batterijen.
Li Fei zei dat het vanuit het perspectief van de ontwikkeling van nieuwe energievoertuigen op het gebied van gezondheid en veiligheid wordt aanbevolen dat autobedrijven" batterij-airbags" voor lithiumbatterijen van voertuigen met nieuwe energie, zodat gebruikers kunnen kiezen en stemmen op de markt. Zodra een ongeval zich voordoet, kan dit het aantal slachtoffers en materiële verliezen verminderen. , Echt begeleiden bij de realisatie van nieuwe energievoertuigen.
