Apžvalga

Daugėjant ličio jonų akumuliatoriaus sukeltų nelaimingų atsitikimų, žmonės labiau nerimauja dėl baterijos šiluminio nutekėjimo, nes šilumos nutekėjimas, įvykęs vienoje ląstelėje, gali paskleisti šilumą į kitus elementus, todėl gali išsijungti visa akumuliatoriaus sistema.

Tradiciškai mes suaktyvinsime terminį pabėgimą kaitindami, priverždami arba perkraudami bandymų metu. Tačiau šie metodai negali nei kontroliuoti šiluminio bėgimo tam tikroje ląstelėje, nei lengvai pritaikyti baterijų sistemų bandymams. Neseniai žmonės kuria naują metodą, kaip sukelti terminį bėgimą. Naujojo IEC 62619: 2022 paplitimo testas yra pavyzdys, ir manoma, kad šis metodas bus plačiai naudojamas ateityje. Šis straipsnis skirtas pristatyti kai kuriuos naujus tiriamus metodus.

Lazerio spinduliuotė:

Lazerio spinduliavimas yra skirtas šildyti mažą plotą didelės energijos lazerio impulsu. Šiluma bus praleidžiama medžiagos viduje. Lazerio spinduliuotė plačiai naudojama medžiagų apdirbimo srityse, tokiose kaip suvirinimas, sujungimas ir pjovimas. Paprastai yra tokių lazerių tipų:

• CO₂lazeris: anglies dioksido molekulinis dujų lazeris
• Puslaidininkinis lazeris: diodinis lazeris, pagamintas iš GaAs arba CdS
• YAG lazeris: natrio lazeris, pagamintas iš itrio aliuminio granato
• Optinis pluoštas: lazeris pagamintas iš stiklo pluošto su retųjų žemių elementu

Kai kurie mokslininkai naudoja 40 W, 1000 nm bangos ilgio ir 1 mm skersmens lazerį, kad išbandytų skirtingas ląsteles.

Atlikus nesuaktyvintos ląstelės KT nuskaitymą, galima pastebėti, kad nėra jokios struktūrinės įtakos, išskyrus skylę paviršiuje. Tai reiškia, kad lazeris yra kryptingas ir galingas, o šildymo sritis yra tiksli. Todėl lazeris yra geras bandymų būdas. Mes galime valdyti kintamąjį ir tiksliai apskaičiuoti įvesties ir išvesties energiją. Tuo tarpu lazeris turi šildymo ir prisegimo privalumus, pavyzdžiui, greitą kaitinimą, ir yra labiau valdomas. Lazeris turi daugiau privalumų, tokių kaip:

• Jis gali sukelti šilumos nutekėjimą ir nešildys kaimyninių elementų. Tai gerai tinka šiluminio kontakto veikimui

• Gali paskatinti vidinį trūkumą

• Jis gali sunaudoti mažiau energijos ir šilumos per trumpesnį laiką, kad suaktyvintų šiluminį pabėgimą, todėl bandymas yra gerai kontroliuojamas.

Termito reakcija:

Termito reakcija yra tai, kad aliuminis reaguotų su metalo oksidu aukštoje temperatūroje, o aliuminis virstų aliuminio oksidu. Kadangi aliuminio oksido susidarymo entalpija yra labai maža (-1645kJ/mol), todėl jis gamins daug šilumos. Termito medžiaga yra gana prieinama, o skirtinga formulė gali generuoti skirtingą šilumos kiekį. Todėl mokslininkai pradeda bandymus su 10 Ah maišeliu su termitu.

Termitas gali lengvai sukelti šiluminį pabėgimą, tačiau šilumos įvestį nėra lengva valdyti. Mokslininkai siekia sukurti šiluminį reaktorių, kuris būtų sandarus ir galėtų koncentruoti šilumą.

Didelės galios kvarcinė lempa:

Teorija: Padėkite didelės galios kvarcinę lempą po ląstele ir atskirkite elementą nuo lempos plokšte. Plokštėje turi būti išgręžta skylė, kad būtų užtikrintas energijos laidumas.

Bandymas rodo, kad jai reikia labai didelės galios ir ilgo laiko, kad suaktyvintų šiluminį pabėgimą, o šiluminis diapazonas nėra vienodas. Priežastis gali būti ta, kad kvarcinė šviesa nėra kryptinga šviesa, o dėl per didelių šilumos nuostolių ji vargu ar tiksliai sukelia šiluminį pabėgimą. Tuo tarpu energijos sąnaudos nėra tikslios. Idealus terminis pabėgimo testas yra valdyti suveikimo energiją ir mažesnę perteklinę įvesties vertę, sumažinti įtaką bandymo rezultatui. Todėl galime daryti išvadą, kad kvarcinė lempa šiuo metu nėra naudinga.

Išvada:

Palyginti su tradiciniu elementų šiluminio pabėgimo suaktyvinimo metodu (pvz., kaitinimu, perkrovimu ir prasiskverbimu), lazerio sklidimas yra efektyvesnis būdas su mažesniu kaitinimo plotu, mažesne įvesties energija ir trumpesniu paleidimo laiku. Tai prisideda prie didelio efektyvaus energijos suvartojimo ribotame plote. Šį metodą pristatė IEC. Galime tikėtis, kad daugelis šalių atsižvelgs į šį metodą. Tačiau tai kelia didelius reikalavimus lazeriniams įrenginiams. Tam reikalingi atitinkami lazerio šaltiniai ir spinduliuotei atsparūs įrenginiai. Šiuo metu nėra pakankamai atvejų šiluminiam pabėgimo bandymui, šį metodą vis dar reikia patikrinti.