Sécurité et solutions du bloc d'alimentation Ion Lithium

En plus des prix élevés, des faibles autonomies et de l'infrastructure de charge et de commutation insuffisante, la sécurité du bloc d'alimentation au lithium-ion est une préoccupation majeure pour les clients et les experts tout au long du développement de véhicules à énergie nouvelle. Ce problème a également un impact sur la promotion de l'énergie du bloc d'alimentation au lithium ionique. La clé pour gérer la sécurité de la batterie lithium-ion power-ups est la création d'électrolytes résistants aux courts-circuits, aux surcharges, à l'emballement thermique, à la combustion et ininflammables.

Ⅰ. Le mécanisme du comportement dangereux du bloc d'alimentation au lithium ionique

1. En plus des événements de charge et de décharge réguliers, le bloc d'alimentation au lithium ionique contient plusieurs réactions secondaires exothermiques possibles. Ces réactions secondaires exothermiques sont facilement déclenchées lorsque la température de la batterie lithium-ion de l'onduleur ou la tension de charge est trop élevée.

2. Les effets secondaires importants de la surchauffe des batteries lithium-ion comprennent : à des températures supérieures à 130 °C, le revêtement SEI se décompose, provoquant la désintégration de l'électrolyte et la libération de quantités substantielles de chaleur dans la surface exposée de la cathode en carbone hautement activé. Pendant ce temps, la température de la batterie lithium-ion de l'onduleur augmente. C'est la source de l'emballement thermique de la batterie.

3. La dégradation thermique exothermique de l'état de charge de l'électrode positive, ainsi que la décomposition subséquente de l'électrolyte entraînée par l'oxygène actif, ont augmenté l'accumulation de chaleur dans la batterie lithium-ion de l'onduleur, favorisant l'emballement thermique.

4. La dégradation thermique de l'électrolyte entraîne une décomposition exothermique de l'électrolyte, entraînant une augmentation plus rapide de la température de la batterie, de sorte que le liant de la batterie lithium-ion de l'onduleur réagit avec l'électrode négative hautement réactive. La réaction entre le LixC6 et le PVDF démarre à environ 240°C, avec un pic de température de 290°C et une chaleur de réaction de 1500 J/g. La dégradation oxydative de l'électrolyte organique et le développement de gaz à petites molécules organiques, qui entraînent une augmentation de la pression et de la température internes de la batterie, sont les principales réactions secondaires de surcharge.

5. Lorsque le taux de génération de chaleur de la réaction secondaire exothermique dépasse le taux de dissipation thermique du bloc d'alimentation au lithium ionique, la température interne de la batterie augmente rapidement et entre dans un état d'auto-échauffement incontrôlable, appelé emballement thermique, ce qui conduit à la batterie la combustion. Plus la dissipation de chaleur est lente, plus la production de chaleur d'une batterie plus épaisse et plus grande est importante, et plus il est probable qu'elle pose des problèmes de sécurité.

Ⅱ. Facteurs qui font que le bloc d'alimentation au lithium ionique se comporte de manière dangereuse

Les trois circonstances suivantes sont les causes les plus fréquentes de courts-circuits :

1) poussière conductrice de la surface du diaphragme du bloc d'alimentation au lithium ionique, désalignement des électrodes positives et négatives, bavure des électrodes, répartition inégale de l'électrolyte et autres facteurs de processus ;

2) impuretés métalliques dans le matériau ;

3) charge à basse température, charge à courant élevé, dégradation trop rapide des performances de l'électrode négative, entraînant une précipitation de lithium sur la surface de l'électrode négative, des vibrations ou des collisions, et d'autres processus d'application.

Il existe d'autres problèmes de surcharge, notamment la surcharge locale d'un bloc d'alimentation au lithium ionique induite par une charge à courant élevé, une surcharge locale causée par un revêtement d'électrode et une distribution d'électrolyte inégaux, et des facteurs de surcharge tels que la détérioration rapide des performances de l'électrode positive.

Ⅲ. Précautions de sécurité dans la commercialisation du bloc d'alimentation au lithium ionique

Pour la sécurité du bloc d'alimentation au lithium-ion, étant donné que la panne thermique du matériau de la cathode n'est qu'une partie de la réaction d'emballement thermique, la batterie au lithium-ion au phosphate de fer n'est pas complètement sûre d'un point de vue théorique. Les batteries de grande capacité installées dans les voitures doivent être prudentes.

Deuxièmement, en raison de la probabilité de détection de la batterie, même le bloc d'alimentation au lithium-ion qui réussit les tests de sécurité ne peut être garanti totalement sûr. Les batteries qui ont été soumises à une charge à basse température, ainsi que les modules et packs de batteries, doivent tous être évalués pour leur sécurité après un nombre défini de semaines de cycles complets de charge et de décharge.

De plus, les fabricants essaient de maintenir autant que possible la température ambiante du bloc d'alimentation au lithium-ion dans la plage de 2 045 °C pendant l'utilisation du bloc d'alimentation, ce qui non seulement améliore la durée de vie et la fiabilité de la batterie, mais évite également les courts-circuits. circuit et problèmes d'emballement thermique à haute température causés par la précipitation de lithium à basse température.