Yleiskatsaus

Kun litiumioniakun aiheuttamia onnettomuuksia tapahtuu enemmän, ihmiset ovat enemmän huolissaan akun lämpöhäviöstä, koska yhdessä kennossa tapahtuva lämpöhäviö voi levittää lämpöä muihin kennoihin, mikä johtaa koko akkujärjestelmän sammumiseen.

Perinteisesti laukaisemme lämpöpakoa lämmittämällä, kiinnittämällä tai ylilataamalla testien aikana. Näillä menetelmillä ei kuitenkaan voida hallita termistä karkaamista tietyssä kennossa, eivätkä niitä voida helposti toteuttaa akkujärjestelmien testauksen aikana. Äskettäin ihmiset kehittävät uutta menetelmää lämpökarkaamisen laukaisemiseksi. Propagation-testi uudessa IEC 62619:2022:ssa on esimerkki, ja tämän menetelmän arvioidaan olevan laaja käyttö tulevaisuudessa. Tämän artikkelin tarkoituksena on esitellä joitain uusia menetelmiä, joita tutkitaan.

Lasersäteily:

Lasersäteilyn tarkoituksena on lämmittää pieni alue korkean energian laserpulssilla. Lämpö johdetaan materiaalin sisällä. Lasersäteilyä käytetään laajalti materiaalinkäsittelyssä, kuten hitsauksessa, liittämisessä ja leikkauksessa. Yleisesti on olemassa seuraavanlaisia ​​lasereita:

• CO₂laser: hiilidioksidimolekyylikaasulaser
• Puolijohdelaser: GaAs:sta tai CdS:stä valmistettu diodilaser
• YAG-laser: Natriumlaser, joka on valmistettu yttrium-alumiinigranaatista
• Optinen kuitu: Lasikuidusta valmistettu laser harvinaisten maametallien kanssa

Jotkut tutkijat käyttävät laseria, jonka teho on 40 W, aallonpituus 1000 nm ja halkaisija 1 mm, testatakseen eri soluja.

Ottamalla CT-skannauksen liipaisemattomasta solusta voidaan havaita, että siinä ei ole rakenteellista vaikutusta, paitsi pinnassa oleva reikä. Se tarkoittaa, että laser on suunnattu ja tehokas, ja lämmitysalue on tarkka. Siksi laser on hyvä tapa testata. Voimme ohjata muuttujaa ja laskea tulo- ja lähtöenergian tarkasti. Samaan aikaan laserilla on lämmityksen ja kiinnityksen edut, kuten nopea lämmitys, ja sitä on helpompi hallita. Laserilla on enemmän etuja, kuten:

• Se voi laukaista lämpöpoiston eikä lämmitä naapurisoluja. Tämä on hyvä lämpökontaktin suorituskyvylle

• Se voi stimuloida sisäistä puutetta

• Se voi syöttää vähemmän energiaa ja lämpöä lyhyemmässä ajassa käynnistääkseen lämmön karkaamisen, mikä tekee testistä hyvin hallinnassa.

Termiittireaktio:

Termiittireaktion tarkoituksena on saada alumiini reagoimaan metallioksidin kanssa korkeassa lämpötilassa, ja alumiini muuttuu alumiinioksidiksi. Koska alumiinioksidin muodostumisen entalpia on hyvin alhainen (-1645 kJ/mol), se tuottaa paljon lämpöä. Termiittimateriaalia on melko saatavilla, ja eri kaava voi tuottaa eri määrän lämpöä. Siksi tutkijat alkavat testata termiittiä sisältävällä 10 Ah pussilla.

Thermite voi helposti laukaista lämmön karkaamisen, mutta lämpösyöttöä ei ole helppo hallita. Tutkijat pyrkivät suunnittelemaan lämpöreaktoria, joka on tiivis ja pystyy keskittämään lämpöä.

Tehokas kvartsilamppu:

Teoria: Aseta suuritehoinen kvartsilamppu kennon alle ja erota kenno ja lamppu levyllä. Levyssä on porattava reikä energianjohtavuuden takaamiseksi.

Testi osoittaa, että se tarvitsee erittäin suuren tehon ja pitkän ajan laukaistakseen lämmönpoiston, ja lämpö ei ole tasainen. Syynä voi olla se, että kvartsivalo ei ole suuntavaloa ja liiallinen lämpöhäviö saa sen tuskin laukaisemaan lämpökarkaamista tarkasti. Samaan aikaan energian syöttö ei ole tarkka. Ihanteellinen lämpöpoistumistesti on ohjata laukaisuenergiaa ja alentaa ylimääräistä syöttöarvoa, vähentää vaikutusta testitulokseen. Tästä syystä voimme päätellä, että kvartsilamppu ei ole hyödyllinen toistaiseksi.

Johtopäätös:

Verrattuna perinteiseen tapaan laukaista solun lämpökarkaistuminen (kuten lämmitys, ylilataus ja tunkeutuminen), laserin leviäminen on tehokkaampi tapa pienemmällä lämmitysalalla, pienemmällä syöttöenergialla ja lyhyemmällä laukaisuajalla. Tämä myötävaikuttaa korkeaan tehokkaaseen energiankulutukseen rajoitetulla alueella. Tämän menetelmän on ottanut käyttöön IEC. Voimme odottaa, että monet maat ottavat tämän menetelmän huomioon. Se kuitenkin nostaa korkeat vaatimukset laserlaitteille. Se vaatii asianmukaisia ​​laserlähteitä ja säteilynkestäviä laitteita. Tällä hetkellä ei ole tarpeeksi tapauksia lämpökarkaistujen testaamiseen, tämä menetelmä on edelleen tarkistettava.