Kas ir termiskā aizsardzība?
Termiskā aizsardzība ir veids, kā litija{0}}jonu šūna pasargā sevi no aizdegšanās. Katram 18650, kuru jebkad esat izmantojis, ir vairākas drošības ierīces, kas ir ievietotas šajā mazajā augšējā vāciņā-PTC, CID, ventilācijas disks, darbojas. Tie ir pieejami, jo litija{5}}jonu ķīmija nelielā telpā uzglabā tonnu enerģijas, un šī enerģija atradīs izeju, ja iekšēji kaut kas noiet greizi.
Esmu bijis šajā nozarē pietiekami ilgi, lai atcerētos, kad "termiskā bēgšana" nebija mājsaimniecības termins. Tad nāca Dell klēpjdatoru atsaukšana 2006. gadā. Sony izvilka miljoniem šūnu. Pēkšņi visi vēlējās uzzināt, kas notiek, ja litija{3}}jonu šūna sabojājas, un, vēl svarīgāk, kā to apturēt.
Thermal Runaway pret pārkaršanu
Cilvēki to visu laiku sajauc. Pārkaršana ir tad, kad kamera sakarst ārēju iemeslu dēļ-, jūs atstājāt to karstā automašīnā, lādētājs nedarbojas pareizi. Noņemiet siltuma avotu, un šūna atdziest. Problēma atrisināta.
Termiskais bēglis ir pavisam cits zvērs. Kaut kas neizdodas šūnā-varbūt tiek pārdurts separators, iespējams, ražošanas defekts rada mīkstu īssavienojumu-un šūna sāk ražot savu siltumu. Šis siltums paātrina ķīmisko sadalīšanos, kas rada vairāk siltuma, kas vēl vairāk paātrina sadalīšanos. Tā ir atgriezeniskā saite. Kad pamanāt, ir jau par vēlu apstāties.
Šūna galu galā izdala karstu gāzi un liesmas, dažreiz vardarbīgi. Akumulatora komplektā viena šūna, kas aizplūst, var pagatavot kaimiņus un izraisīt ķēdes reakciju. Tāpēc pastāv termiskā aizsardzība.
Aizsardzības kaudze
Atveriet cilindrisku šūnu un apskatiet augšējo vāciņu. Tajā atradīsit vairākas ierīces, un katra ir paredzēta problēmu novēršanai dažādos posmos.
PTC
PTC (pozitīvā temperatūras koeficienta) ierīce ir jūsu pirmā līnija. Būtībā tā ir polimēra vafele, kas piekrauta ar vadošām daļiņām. Normālas temperatūras, zema pretestība, strāva plūst labi. Paaugstiniet to virs 80 grādiem, un polimērs uzbriest, daļiņas atdalās, pretestība iet caur jumtu. Pašreizējais līmenis samazinās līdz gandrīz nekādam.
Man patīk PTC, ka tie ir atiestatīti. Atdzesējiet šūnu, tā atkal darbojas. Piemērots ārējo šortu ķeršanai, kas ātri notīrās.
Man nepatīk, kā viņi uzvedas seriālos. Mēs to uzzinājām cietā veidā iepakojuma testēšanas laikā dažus gadus atpakaļ. Vienas šūnas PTC nostrādāja, bet ar 48 V virkni aiz tā spriegums vienkārši lēca pāri. Aizsardzība, kas lieliski darbojas šūnu līmenī, ne vienmēr atbilst iepakojuma līmenim.
Separatora izslēgšana
Atdalītājs ir tā plānā membrāna, kas notur elektrodus atsevišķi, vienlaikus izlaižot cauri litija joniem. Izslēgšanas separatorā materiāls mīkstina par aptuveni 130 grādiem un poras aizveras. Nav jonu transporta, nav elektroķīmiskas reakcijas, nav strāvas.
Daudzslāņu dizains-PE iekšējais slānis, PP ārējais slānis-piešķir jums papildu rezervi. PE izslēdz jonu plūsmu, savukārt PP saglabā visu mehāniski atdalītu mazliet ilgāk. Nopirka mums varbūt 10-15 papildu sekundes ļaunprātīgas izmantošanas pārbaudē, pirms izveidojās iekšējie šorti.
Viena lieta, kas jāatceras: separatori neatgriežas. Ja šūna ir pietiekami karsta, lai izraisītu izslēgšanu, šī šūna ir pabeigta. Nomainiet to.
CID
Pašreizējā pārtraukuma ierīce reaģē uz spiedienu, nevis temperatūru. Kad lietas iekšā sāk sadalīties, tās rada gāzi. CID ir divi tievi diski, kas ir sametināti kopā,{2}}kas sadalās, kad iekšējais spiediens kļūst pietiekami augsts-apmēram 1 MPa atkarībā no konstrukcijas.
Šī ir pastāvīga atvienošana. Kamēr šūna ģenerē tik daudz gāzes, tā jau ir bojāta, neizmantojot. Jūs vēlaties to izņemt no ķēdes.
Vent
Pēdējais līdzeklis. Ja spiediens turpina pieaugt pēc CID aktivizēšanas, ventilācijas disks plīst un ļauj gāzēm izplūst. Izejvielas ir viegli uzliesmojošas un toksiskas, taču kontrolēta ventilācija pārspēj nekontrolētu plīsumu. Mēs visi esam redzējuši videoklipus, kuros redzamas kameras, kas darbojas kā petardes,{3}}tas notiek bez atbilstošas ventilācijas.
BMS slānis
Šūnas{0}}līmeņa aizsardzība novērš ātras kļūmes. Akumulatora pārvaldības sistēma veic visu pārējo-paka temperatūras uzraudzību, uzlādes ātruma samazināšanu, kad ierīces uzsilst, kontaktoru atvienošanu, ja sensora rādījumi ir ārpus diapazona.
Abas sistēmas viena otru papildina. BMS uztver lēni{1}}attīstošās problēmas, kuras var novērst laba siltuma pārvaldība. Šūnu-līmeņa ierīces uztver ātrās iekšējās kļūmes, kuras virsmas sensori nevar noteikt savlaicīgi.
Ķīmija maina
Ne visi litija{0}}joni tiek radīti vienādi attiecībā uz termisko stabilitāti. Jūsu kobalta-ķīmijām-LCO, NMC- ir liels enerģijas blīvums, taču tās ir termiski jutīgas. Kobalta -skābekļa saite sairst paaugstinātā temperatūrā un atbrīvo skābekli, kas nodrošina reakciju.
LFP ir piedodošāka. Dzelzs-fosfāta struktūra labāk turas kopā termiskā stresa apstākļos. Jums ir vairāk vietas starp normālu darbību un bīstamo zonu. Tās pašas aizsardzības ierīces, taču tās nedarbojas tik tuvu malai.
Tas ir liela daļa no tā, kāpēc LFP ir pārņēmusi materiālu apstrādi. Iekrāvēji smagi dzīvo-ātrā uzlāde, temperatūras svārstības, neregulāra ļaunprātīga izmantošana. Jūs vēlaties ķīmiju, kas to spēj. Visas Polinovel pakotnes ir veidotas ar LFP šūnām tieši šī iemesla dēļ.
