Бүгүнкү күндө ар кандай автоунаа компаниялары литий батареяларын электр батареяларында кеңири колдонуп жатышат жана энергия тыгыздыгы барган сайын жогорулап баратат, бирок адамдар дагы эле электр батареяларынын коопсуздугуна кызыгышат жана бул батареялардын коопсуздугу үчүн жакшы чечим эмес. Жылуулуктун агып кетиши электр батареяларынын коопсуздугунун негизги изилдөө объектиси болуп саналат жана ага көңүл буруу керек.
Алгач, жылуулуктун агып кетиши деген эмне экенин түшүнүп алалы. Жылуулуктун агып кетиши – бул ар кандай триггерлер тарабынан козголгон чынжыр реакциясынын кубулушу, натыйжада батареядан кыска убакыттын ичинде көп өлчөмдөгү жылуулук жана зыяндуу газдар бөлүнүп чыгат, ал тургай батареянын өрттөнүп кетишине жана жарылышына алып келиши мүмкүн. Жылуулуктун агып кетишинин көптөгөн себептери бар, мисалы, ысып кетүү, ашыкча заряддоо, ички кыска туташуу, кагылышуу ж.б. Батареянын жылуулуктун агып кетиши көбүнчө батарея клеткасындагы терс SEI пленкасынын ажыроосунан башталат, андан кийин диафрагманын ажыроосу жана эриши, натыйжада терс электрод менен электролит пайда болот, андан кийин оң электрод менен электролиттин ажыроосу болот, ошентип, ири масштабдуу ички кыска туташууну пайда кылат, электролиттин күйүп кетишине алып келет, андан кийин ал башка клеткаларга жайылып, олуттуу жылуулуктун агып кетишине алып келет жана бүт батарея топтомунун өзүнөн-өзү күйүүсүнө мүмкүндүк берет.
Жылуулуктун агып кетишинин себептерин ички жана тышкы себептерге бөлүүгө болот. Ички себептер көбүнчө ички кыска туташуулардан келип чыгат; тышкы себептер механикалык туура эмес колдонуудан, электрдик туура эмес колдонуудан, жылуулуктун туура эмес колдонулушунан ж.б. келип чыгат.
Батареянын оң жана терс терминалдарынын ортосундагы түз байланыш болгон ички кыска туташуу байланыштын даражасы жана андан кийинки реакциянын башталышы боюнча бир топ айырмаланат. Адатта, механикалык жана жылуулуктун бузулушунан улам пайда болгон чоң ички кыска туташуу жылуулуктун агып кетишин түздөн-түз козгойт. Ал эми өзүнөн-өзү пайда болгон ички кыска туташуулар салыштырмалуу анча чоң эмес жана ал чыгарган жылуулук ушунчалык аз болгондуктан, ал дароо жылуулуктун агып кетишин козгобойт. Ички өзүн-өзү өнүктүрүү көбүнчө өндүрүштүк кемчиликтерди, батареянын эскиришинен улам пайда болгон ар кандай касиеттердин начарлашын, мисалы, ички каршылыктын жогорулашын, узак мөөнөттүү жеңил туура эмес колдонуудан улам пайда болгон литий металлынын чөкмөлөрүн ж.б. камтыйт. Убакыт топтолгон сайын, мындай ички себептерден улам пайда болгон ички кыска туташуу коркунучу акырындык менен жогорулайт.
Механикалык кыянаттык деп литий батареясынын мономеринин жана батарея блогунун тышкы күчтүн таасири астында деформациясын жана анын ар кандай бөлүктөрүнүн салыштырмалуу жылышуусу түшүнүлөт. Электр элементине каршы негизги формаларга кагылышуу, экструзия жана тешилүү кирет. Мисалы, унаа жогорку ылдамдыкта тийген бөтөн нерсе батареянын ички диафрагмасынын кыйрашына түздөн-түз алып келген, бул өз кезегинде батареянын ичинде кыска туташууну пайда кылып, кыска убакыттын ичинде өзүнөн-өзү күйүүнү шарттаган.
Литий батареяларын электрдик жактан кыянаттык менен пайдалануу, адатта, тышкы кыска туташууну, ашыкча заряддоону, ашыкча разряддоону камтыйт, бул көбүнчө ашыкча заряддоо үчүн жылуулуктан качып кетүүсүнө алып келиши мүмкүн. Тышкы кыска туташуу ар кандай басымдагы эки өткөргүч элементтин сыртына туташканда пайда болот. Батарея блокторундагы тышкы кыска туташуулар унаалардын кагылышуусунан, сууга чөмүлүүсүнөн, өткөргүчтүн булганышынан же техникалык тейлөө учурунда электр тогуна урунуудан келип чыккан деформациядан улам болушу мүмкүн. Адатта, тышкы кыска туташуудан бөлүнүп чыккан жылуулук батареяны тешип кетүүдөн айырмаланып, ысытпайт. Тышкы кыска туташуу менен жылуулуктан качып кетүүнүн ортосундагы маанилүү байланыш - бул температуранын ысып кетүү чегине жетүү. Тышкы кыска туташуудан пайда болгон жылуулук жакшы таркай албаганда, батареянын температурасы көтөрүлөт жана жогорку температура жылуулуктан качып кетүүсүн шарттайт. Ошондуктан, кыска туташуу тогун өчүрүү же ашыкча жылуулукту таратуу тышкы кыска туташуунун андан ары зыян келтиришине жол бербөөнүн жолдору болуп саналат. Ашыкча заряддоо, энергияга толгондуктан, электрдик кыянаттыктын эң чоң коркунучтарынын бири болуп саналат. Жылуулуктун жана газдын пайда болушу ашыкча заряддоо процессинин эки кеңири таралган өзгөчөлүгү болуп саналат. Жылуулуктун пайда болушу омдук жылуулуктан жана каптал реакциялардан келип чыгат. Биринчиден, литийдин ашыкча кошулушунан улам аноддун бетинде литий дендриттери өсөт.
Термикалык агып кетүүдөн коргоо чаралары:
Өзөктүн жылуулук агып кетишин токтотуу үчүн өз алдынча пайда болгон жылуулук этабында бизде эки вариант бар, бири - өзөктүн материалын жакшыртуу жана жаңыртуу, жылуулук агып кетишинин маңызы негизинен оң жана терс электрод материалдарынын жана электролиттин туруктуулугунда. Келечекте биз катод материалын каптоодо, модификациялоодо, бир тектүү электролит менен электроддун шайкештигинде жана өзөктүн жылуулук өткөрүмдүүлүгүн жакшыртууда дагы чоң жетишкендиктерге жетишибиз керек. Же болбосо, жалынга чыдамдуу эффектти ойнотуу үчүн жогорку коопсуздукка ээ электролитти тандаңыз. Экинчиден, натыйжалуу жылуулук башкаруу чечимдерин кабыл алуу зарыл (PTC муздаткыч жылыткычы/ PTC аба жылыткычы) Литий-иондук батареянын температурасынын көтөрүлүшүн басуу үчүн сырттан таасир этет, ошондо клетканын SEI пленкасы эрүү температурасына чейин көтөрүлбөйт жана албетте, жылуулук агып кетпейт.
Жарыяланган убактысы: 2023-жылдын 17-марты
