Áttekintés

A lítium-ion akkumulátor okozta balesetek növekedésével az embereket jobban aggasztja az akkumulátor hőelvezetése, mivel az egyik cellában fellépő hőelvezetés átterjedhet a másik cellára, ami az egész akkumulátorrendszer leállásához vezethet.

Hagyományosan a hőelvezetést melegítéssel, rögzítéssel vagy túltöltéssel váltjuk ki a tesztek során. Ezek a módszerek azonban nem szabályozzák a termikus kifutást egy meghatározott cellában, és nem is könnyen megvalósíthatók akkumulátorrendszerek tesztelése során. A közelmúltban az emberek új módszert fejlesztenek ki a termikus menekülés kiváltására. Az új IEC 62619: 2022 szabványban található terjedési teszt egy példa, és a becslések szerint ezt a módszert a jövőben széles körben használják majd. Ez a cikk néhány új, kutatás alatt álló módszert mutat be.

Lézersugárzás:

A lézersugárzás célja egy kis terület felmelegítése nagy energiájú lézerimpulzussal. A hőt az anyag belsejében vezetik. A lézersugárzást széles körben használják az anyagfeldolgozás területén, mint a hegesztés, csatlakozás és vágás. Általában a következő típusú lézerek léteznek:

• CO₂lézer: szén-dioxid molekuláris gázlézer
• Félvezető lézer: GaAs-ból vagy CdS-ből készült diódalézer
• YAG lézer: Ittrium-alumínium gránátból készült nátriumlézer
• Optikai szál: ritkaföldfém elemes üvegszálból készült lézer

Egyes kutatók 40 W-os, 1000 nm hullámhosszú és 1 mm átmérőjű lézert használnak a különböző sejtek tesztelésére.

A nem kiváltott sejten végzett CT-vizsgálattal megállapítható, hogy a felületen lévő lyukon kívül nincs szerkezeti hatás. Ez azt jelenti, hogy a lézer irányított és nagy teljesítményű, a fűtési terület pedig pontos. Ezért a lézer jó módszer a tesztelésre. A változót szabályozhatjuk, a bemeneti és kimeneti energiát pontosan ki tudjuk számítani. Mindeközben a lézernek megvannak a melegítés és a rögzítés előnyei, például a gyors melegítés, és jobban szabályozható. A lézernek több előnye is van, például:

• Kiválthatja a hőkioldást, és nem melegíti fel a szomszédos cellákat. Ez jó a termikus érintkezési teljesítmény szempontjából

• Belső hiányt serkenthet

• Kevesebb energiát és hőt tud bevinni rövidebb idő alatt, hogy kiváltsa a termikus kifutást, ami jól kontrollálhatóvá teszi a tesztet.

Termit reakció:

A Thermite reakció során az alumínium fém-oxiddal reagál magas hőmérsékleten, és az alumínium alumínium-oxiddá alakul át. Mivel az alumínium-oxid képződési entalpiája nagyon alacsony (-1645 kJ/mol), ezért sok hőt termel. A Thermite anyag meglehetősen elérhető, és a különböző formulák különböző mennyiségű hőt termelhetnek. A kutatók ezért 10 Ah-s, termittel ellátott tasakkal kezdik a tesztelést.

A Thermite könnyen kiválthatja a hőkioldást, de a hőbevitelt nem könnyű szabályozni. A kutatók olyan termikus reaktor tervezésére törekednek, amely tömített és képes koncentrálni a hőt.

Nagy teljesítményű kvarclámpa:

Elmélet: Helyezzen egy nagy teljesítményű kvarclámpát egy cella alá, és válassza el a cellát és a lámpát egy lemezzel. A lemezen lyukat kell fúrni, hogy az energiavezetés garantált legyen.

A teszt azt mutatja, hogy nagyon nagy teljesítményre és hosszú időre van szüksége a hőkifutás kiváltásához, és a hőtartomány nem egyenletes. Ennek oka az lehet, hogy a kvarcfény nem irányfény, és a túl nagy hőveszteség miatt aligha váltja ki pontosan a hőkifutást. Eközben az energiabevitel nem pontos. Az ideális termikus kifutóteszt a kiváltó energia szabályozása és a bemeneti többletérték csökkentése, a vizsgálati eredményre gyakorolt ​​hatás csökkentése. Ebből arra következtethetünk, hogy a kvarclámpa egyelőre nem használható.

Következtetés:

Összehasonlítva a hagyományos cella hőkibocsátási módszerével (például fűtés, túltöltés és behatolás), a lézeres terjedés hatékonyabb módszer, kisebb fűtőfelülettel, alacsonyabb bemeneti energiával és rövidebb kioldási idővel. Ez hozzájárul a nagy effektív energiabevitelhez a korlátozott területen. Ezt a módszert az IEC vezette be. Arra számíthatunk, hogy sok ország figyelembe veszi ezt a módszert. Ugyanakkor magas követelményeket támaszt a lézeres eszközökkel szemben. Megfelelő lézerforrást és sugárzásálló eszközöket igényel. Jelenleg nincs elég eset a termikus kifutó tesztre, ennek a módszernek az ellenőrzésére még szükség van.