英语
العربية
简体中文
弗朗索瓦
Deutsch公司
义大利
日本語
西班牙
热危险组件
热危害组件
电池设备有能力存储能量并通过电化学反应将存储化学能量转换成能量电池通常由聚成模块并分包组成最基本层次上电化细胞由二电极组成(阳极和阴极)和电解法组成
aode(负电极)和cothode(阳电极)通常由材料组成,材料选取是因为能放弃或接受电子电解物允许电极间离子流
连接电路时,电极中发生化学反应,这些反应生成电子通过外部电路传送并增强电路电源离子会穿透电解法 保持细胞内充量平衡
用于电池组件的具体素材将视电池类型而变化举例说,传统上汽车用电池通常含铅阳极、阴极二氧化铅和硫酸电解法95%至99%电电池为锂离子电池Anode通常由石墨制成,阴极为金属氧化物(如LiCO2),而ene碳酸
热危害问题引起每个能源存储系统的关注电池组件设计存储大量能量,如果不妥善管理,这些组件可造成重大热危害,可能导致灾难性结果。
开发电池组件时主要关注源是热离家这一过程包含正反馈循环,电池释放的能量进一步促动反应,若任由不受控制则螺旋反射热离散结果可能导致灾难性后果
细胞组件的热危险是什么
电化学电池主组件-电池基本组件-即阳极、阴极和电解法电解码和阴极引起主要关注源有机碳酸盐常用电解法并易分解反应产生两种或多种化学复合物通常这些反应为异热化过程释放能量,这进一步助长化学复合物分解,产生链式反应称为热离散电解解分解时,反应结果通常是气体,其中一些易燃性电池分解反应通常通过电池本身结构完整性折中证明
另一方面,chode通常由金属氧化物组成,如LiCOO2接触高温时,像热离家出走一样,这些金属氧化物可分解分解结果为金属加氧
锂离子电池的主要问题就在这里易燃气体和氧气加热可引起火爆和电池爆炸
分离器是细胞的另一成分 易受热危害分离器设计成假阳极和阴极之间的物理屏障,以防电池故障,防止短路事件发生然而,目前大多数分离器由聚合物制成,在某些情况下,聚合物高温时会熔化或缩水。万一事件发生 热离散事件可能发生
解决之道
半焦分计设计可防止电池和周围环境发生热交换电池寿命期间经历轮值条件,包括供热和冷却关键是要理解细胞组件在广度温度和环境下的行为方式,以及它们是否易入热离散半焦分计模拟最坏情况假设,电池无法在运行期间消散热量BTC-130是台式反迭热计,专门设计用于构件和细胞测试,包括热电机压力使用BTC-130评估电池安全性能、安全操作限值和热离家后果
高性能电池
如何开发高性能电池
算法是帮助建设更好电池的基本工具,包括热稳定电池、高能密度电池、短充电时间电池和长操作时间电池内前一段描述电池的不同组件易感性故障热危险电池比电池大得多基本组件或子构件并相互作用可放大问题像热离家出走, 并帮助减轻后果
理解热行为
离子电池电解和阴极最易因热危害而损坏的部分可使用量值预测热离散发生温度,以突发温度上升为证明电荷/卸载等过程可提高细胞温度并因此触发分解反应电解槽积聚能量可提高温度,启动阴极分解温度分解结果为氧气,对电池积聚易燃气体反应后可产生火爆
开发单元时,可安装额外元素防止热离散,例如分离器分离器通常由聚合物组成,孔通结构,允许离子转移分离器设计高温关闭孔 停止化学反应分离器也可能失效,高温时可能缩水,因此允许离子运动并产生短路算法帮助理解分解反应能释放多少能量,启动二次离散反应需要温度和过程后果分析结果将判定电池可操作的安全值
设计热管理系统
算法数据可指导电池热管理系统设计热汇、冷却风扇等元素以及其他热散策略对保持最优操作温度、提高性能、延长寿命和防止危险场景至关重要
固电界面
SEI在锂离子电池安全、性能运行方面发挥着关键作用SEI薄层形成于aode表面 电池初始充电周期由有机溶剂溶解的锂盐组成
SEI作用成物理屏障 介于阳极和电解法间 隔绝电离传导阻塞电解法和阳极间进一步的物理接触,防止后者进一步退化,允许锂运动然而,长时连续充电周期,其容量会淡化,导致细胞失去充电能力此外,它可以增加内部抗药性,导致低效率充电放电并增温
加速老化测试
电池性能随时间推移下降,原因有多种过程,例如SEI编程和生长、电解法逐步退化、电解法部分分解和内部抗药性增强理解这些过程对预测电池使用寿命至关紧要,但也了解操作老电池的后果电池使用加速老化测试时暴露于严酷条件下,短时模拟长期使用电池热响应可深入了解性能和安全属性变化
电池故障测试
电极间电流低阻抗路径形成可产生短路,导致快速电池排出、过热和潜在大火单片级进程可发生数例假想,如分片破解或udiodrite成型电池充电过快或低温时发生这种情况。锂离子可沉积,组成刺性结构,通过分离生长,在阳极和阴极间创建导电路径反向测试允许细胞不可逆物理损耗,例如穿孔模拟这些过程
解决之道
高级属性可指性能较好的电池安全条件或电池承受更严酷条件的能力
开发新电池时有一些临界点:大量能源存储、充电稳定超时和高效卸载过程H.E.L'siso-BTCso-BTC支持集成充电单元,允许电池自动重复循环同时记录电性能和热进化
BTC-130和BTC-500是强工具测试电池行为超出安全限值两种BTC系统都完全集成充电单元支持电压测试,包括外部短路测试BTC-130和BTC-500使用反演算法帮助评估电池热稳定性并描述热事件特征此外,BTC-500可安装各种穿孔工具并装上照相机描述物理损害事件特征
质量控制
算法如何帮助细胞通过质量控制
锂离子电池的使用在行业、交通和日常活动中继续增加受欢迎度和重要性,这些电池必须安全可靠。数月内运行该文章时, 报社上报事件数增加,这一点凸显强测试和强立法对确保用户安全的重要性。
联合国建立了测试和标准手册(UN383),为安全运输电池制定标准。手册概述电池必须满足的测试和要求,才能被视为安全运输电工委通过IEC 62133确定电机安全标准在这些标准中,它概述什么要求覆盖电工环境术语类似地,承销商实验室发布UL2054,在各种应用中建立安全标准,包括消费者电子学、能源存储和汽车
发布电池安全安全指南的其他管理机构包括国际标准化组织(ISO),该组织发布ISO 12405,涵盖电动车辆电池电气、机械和环境安全需求JISC8714和中国国家标准也覆盖电池的相同方面在美国,UL 1642虽然不具有法律约束力,但包含含锂电池建议并侧重于热电特性以及防火电阻
可见越来越多的内部法规 旨在生产更安全电池
公有性
立法、指令和电池建议旨在生产更安全电池,但什么安全
电端电池必须经得起潜在压力,包括充电和多发电,而没有起火或爆炸危险的可能性高压产生,导致电流通达全电量后流入电池反之,透漏电池排出低安全电压或用不适电流卸下电池两种过程的结果都是电池过热,这可能导致热离散生成
机械式电池应能够承受各种机械压力,如撞击测试、振动测试或压碎测试,不中断、泄漏或短路(内外部)。
电池操作有时包括瞬态条件可影响电池其中包括高温(可能导致热离散)、低温(降低电解液的离子传输能力)、湿度或不同的大气压力
可以看到,电池可因自身功能或环境条件而产生温度异常电池需要能够散热以保持安全操作温度,从而预防危险场景
电池测试
电池在不同温度操作时行为不同,三大热区可定义:
- 最优区:电池在最优条件内操作会正常运行,老化过程会尽可能慢
- 安全区:电池将在本区运行,但性能可能受到影响,特别是充电/发电速度和老化高温可加速电解法退化低温可降低电解物传导性并沉入SEI
- 危险区:条件可能导致危险场景
算法是测试电池的宝贵工具
热热量计保持恒定温度并测量热能变化有可能监控电池电输出,从而提供热电行为信息整合工具充电单元可实现电池多次循环自动化,不同充电率和排电率类型测试允许判定电池性能
反迭焦量计维护电池非迭代条件,即不与环境发生热交换光量计允许我们在安全环境内对电池条件极端评估后果条件包括高温、电压和安全区外排流某些半焦分计可安装机械压力测试工具,如压碎或穿孔等交互量值测量使危险区内电池响应得到探索
吸附细胞失效的考量
解决之道
so-BTC设计成异热热度计,允许电池性能测试电量高效度和热量按特定温度演化,电荷释放率是基本参数,必须为电池制造商和集成商测试此外,确定安全操作限值以避免热离家风险至关重要。电池必须测试以获取安全工作温度、最大安全电压和最大安全电流可使用BTC-130和BTC-500获取这些值电池运维参数需要适当并符合当前法规才能实现电池和电池驱动设备商业化
减热离散
如何减轻热离家出走风险
热离散一旦启动,可快速释放热状存储能量,并可能导致火灾或爆炸。预防过程应始终优先处理,但在某些情况下,热离家出走会发生,因此必须减少相关风险
前几节中我们广泛讨论了我们如何理解过程:理解热离散条件,如化学组件(电解解法和电解法)、内部短路可能性(例如低温嵌入式生长)和外部因素(如高温或机械损耗)。
双卡路里计有助于理解热离散的后果反演算法可帮助判定热离散发生温度(异温)和电池可达温度传承测试使我们能辨别热离散如何影响邻接细胞并理解级联故障风险
假设最坏事件可能发生,可有助于设计方法来减轻热离家可能造成的损害
缓解策略
热管理系统:这个策略基础取热,避免热点高温启动热离散为实现温度一致性,可使用主动系统(如液或空气冷却)和被动式(相位变换材料、热传播器)等策略。
单元设计分离器:如前几节所述,分离器起电极间物理屏障作用高温激活这些结构 关闭离子流并阻塞电池功能隔离器使用策略之一是使用结构在热离散风险下发生物理变化,关闭孔口
电池管理系统aBMS监控并管理电池操作,确保电池保持在安全区限值内危险条件满足时,BMS可切断电池与负载或源
物理屏障:多细胞电池中物理屏障或阻火材料可安装在细胞间以防止或慢热传播
解决之道
so-BTC+允许测试时热映射,突出易受电池影响的区域生成热量.信息可用d级设计并实现高效热管理策略此外,使用BTC-130和BTC-500提供的信息可以帮助预测电池热行为.检测分解温度和由此产生的热释放可帮助理解热离家出走从进程开始BTC-500可进一步使用exiate系统物理学诱发性热离家出走使用集成相机捕捉事件展开.
相关内容
