Visão geral

Com mais acidentes causados ​​por baterias de íons de lítio, as pessoas estão mais preocupadas com o desgaste térmico da bateria, pois o desgaste térmico que ocorre em uma célula pode espalhar o calor para outras células, levando ao desligamento de todo o sistema da bateria.

Tradicionalmente, acionaremos a fuga térmica por aquecimento, fixação ou sobrecarga durante os testes. No entanto, estes métodos não podem controlar a fuga térmica numa célula específica, nem podem ser facilmente implementados durante testes de sistemas de baterias. Recentemente, as pessoas estão desenvolvendo um novo método para desencadear a fuga térmica. O teste de propagação na nova IEC 62619: 2022 é um exemplo, e estima-se que este método será amplamente utilizado no futuro. Este artigo apresenta alguns novos métodos que estão em pesquisa.

Radiação Laser:

A radiação laser serve para aquecer uma pequena área com pulso de laser de alta energia. O calor será conduzido para dentro do material. A radiação laser é amplamente utilizada nas áreas de processamento de materiais, como soldagem, conexão e corte. Geralmente existem tipos de laser como segue:

• CO₂laser: laser de gás molecular de dióxido de carbono
• Laser semicondutor: Laser de diodo feito de GaAs ou CdS
• Laser YAG: Laser de sódio feito de granada de ítrio e alumínio
• Fibra óptica: laser feito de fibra de vidro com elemento de terras raras

Alguns pesquisadores usam laser de 40 W, comprimento de onda de 1000 nm e diâmetro de 1 mm para testar em células diferentes.

Fazendo uma tomografia computadorizada na célula não acionada, verifica-se que não há influência estrutural, exceto pelo buraco na superfície. Isso significa que o laser é direcional e de alta potência, e a área de aquecimento é precisa. Portanto, o laser é uma boa forma de teste. Podemos controlar a variável e calcular a energia de entrada e saída com precisão. Enquanto isso, o laser tem as vantagens de aquecimento e fixação, como aquecimento rápido e mais controlável. O laser tem mais vantagens como:

• Pode desencadear fuga térmica e não aquecerá as células vizinhas. Isso é bom para desempenho de contato térmico

• Pode estimular a escassez interna

• Ele pode fornecer menos energia e calor em menos tempo para desencadear a fuga térmica, o que torna o teste bem controlado.

Reação termite:

A reação termite consiste em fazer o alumínio reagir com o óxido metálico em alta temperatura, e o alumínio será transferido para o óxido de alumínio. Como a entalpia de formação do óxido de alumínio é muito baixa (-1645kJ/mol), portanto irá gerar muito calor. O material Thermite está bastante disponível e fórmulas diferentes podem gerar diferentes quantidades de calor. Os pesquisadores, portanto, iniciam os testes com bolsa de 10Ah com termite.

Thermite pode facilmente desencadear fuga térmica, mas a entrada térmica não é fácil de controlar. Os pesquisadores estão buscando projetar um reator térmico selado e capaz de concentrar calor.

Lâmpada de quartzo de alta potência:

Teoria: Coloque uma lâmpada de quartzo de alta potência sob uma célula e separe a célula e a lâmpada com uma placa. A placa precisa ser furada, para garantir a condução de energia.

O teste mostra que ele precisa de uma potência muito alta e de muito tempo para acionar a fuga térmica, e a variação térmica não é uniforme. A razão pode ser que a luz de quartzo não é uma luz direcional, e a perda excessiva de calor faz com que ela dificilmente acione a fuga térmica com precisão. Enquanto isso, a entrada de energia não é exata. O teste de fuga térmica ideal é controlar a energia de disparo e diminuir o valor excedente de entrada, para diminuir a influência no resultado do teste. Portanto podemos concluir que a lâmpada de quartzo não é útil por enquanto.

Conclusão:

Em comparação com o método tradicional de acionamento da fuga térmica da célula (como aquecimento, sobrecarga e penetração), a propagação do laser é uma forma mais eficaz, com menor área de aquecimento, menor energia de entrada e menor tempo de disparo. Isto contribui para uma alta entrada efetiva de energia na área limitada. Este método foi introduzido pela IEC. Podemos esperar que muitos países levem este método em consideração. No entanto, aumenta a exigência de dispositivos a laser. Requer fonte de laser apropriada e dispositivos à prova de radiação. Atualmente não há casos suficientes para teste de fuga térmica, este método ainda precisa de verificação.