Background

Ang thermal propagation sa usa ka module makasinati sa mosunod nga mga ang-ang: Heat accumulation human sa cell thermal abuse, cell thermal runaway ug dayon module thermal runaway. Ang thermal runaway gikan sa usa ka cell dili maimpluwensyahan; bisan pa, kung ang kainit mikaylap sa ubang mga selyula, ang pagpadaghan magpahinabog usa ka domino nga epekto, nga mosangpot sa thermal runaway sa tibuuk nga module, nga nagpagawas sa daghang kusog. Hulagway 1ipakitas resulta sa thermal runaway test. Ang module nasunog tungod sa dili mapugngan nga pagpadaghan.

Ang heat conductivity sa sulod sa usa ka cell magkalainlain sumala sa lainlaing direksyon. Ang coefficient sa heat conductivity mahimong mas taas sa direksyonparalleluban ang roll core sa usa ka cell; samtang ang direksyon nga bertikal sa roll core adunay ubos nga conductivity. Busa ang thermal spread gikan sa kilid ngadto sa kilid tali sa mga selula mas paspas kay sa pinaagi sa mga tab ngadto sa mga selula. Busa ang propagation makita nga usa ka dimensyon nga propagation. Ingon nga ang mga module sa baterya gidisenyo alang sa mas taas nga densidad sa enerhiya, ang wanang tali sa mga selyula nagkagamay, nga makapasamot sa pagpadaghan sa thermal. Busa, ang pagsumpo o pagbabag sa pagkaylap sa kainit sa module maisip nga usa kaepektoUsa ka paagi aron makunhuran ang mga peligro. 

Ang paagi sa pagsumpo sa thermal runaway sa usa ka module

Mahimo natong mapugngan ang thermal runaway nga aktibo o pasibo.

Aktibo nga pagsumpo

Ang aktibo nga thermal spread suppression kasagaran gibase sa thermal management system, sama sa:

1) Ibutang ang makapabugnaw nga mga tubo sa ilawom o sa sulod nga mga kilid sa usa ka module, ug pun-a ang makapabugnaw nga likido. Ang pag-agos sa makapabugnaw nga likido epektibo nga makapakunhod sa pagpadaghan.

2) Ibutang ang mga tubo sa pagpapuo sa kalayo sa ibabaw sa usa ka module. Kung adunay thermal runaway, ang taas nga temperatura nga gas nga gipagawas gikan sa baterya mag-aghat sa mga tubo nga mag-spray sa extinguishant aron mapugngan ang pagpadaghan.

Bisan pa, ang usa ka pagdumala sa thermal nanginahanglan dugang nga mga sangkap, hinungdan sa mas taas nga gasto ug mas mubu nga density sa enerhiya. Adunay usab posibilidad nga ang sistema sa pagdumala mahimong dili molihok.

Passive nga pagsumpo

Ang passive suppression naglihok pinaagi sa pagbabag sa pagpadaghan pinaagi sa adiabatic nga materyal tali sa thermal runaway cells ug normal nga mga selula.

Kasagaran ang materyal kinahanglan nga makita sa:

1. Ubos nga thermal conductivity. Kini aron mapaminusan ang katulin sa pagkaylap sa kainit.
2. Taas nga temperatura nga pagsukol. Ang materyal kinahanglan dili masulbad ubos sa taas nga temperatura ug mawad-an sa abilidad sa thermal resistance.
3. Ubos nga Densidad. Kini aron ipaubos ang impluwensya sa volume-energy rate ug mass-energy rate.

Ang sulundon nga materyal mahimo nga makapugong sa pagkaylap sa kainit ingon man usab sa pagsuhop sa kainit.

Pagtuki sa materyal

• Airgel

Ang Airgel gitawag nga "ang labing gaan nga materyal nga insulasyon sa kainit". Maayo kini nga gihimo sa insulasyon sa kainit ug gibug-aton ang kahayag. Kini kaylap nga gigamit sa module sa baterya alang sa pagpanalipod sa thermal propagation. Adunay daghang mga matang sa aerogel, sama sa silicon dioxide aerogel, aerogel, glass fiber airgel ug pre-oxidized fiber. Ang airgel heat insulation layer sa lainlaing mga materyales adunay lainlaing epekto sa thermal runaway. Kini tungod kay ang lainlain nga thermal conductivity coefficient, nga adunay kalabotan sa micro structure niini. Ang Figure 2 nagpakita sa SEM hitsura sa lain-laing materyal sa wala pa ug pagkahuman sa pagsunog.

Gipakita sa panukiduki nga bisan kung ang insulasyon sa kainit sa fiber mas mubu sa presyo, ang paghimo sa pagpugong sa pagpadaghan sa kainit mas grabe kaysa materyal nga airgel. Taliwala sa lainlaing mga klase sa mga materyales sa airgel, ang pre-oxidized fiber airgel naghimo sa labing kaayo, tungod kay kini nagmintinar sa istruktura pagkahuman sa pagsunog. Ang seramik nga fiber airgel maayo usab nga nahimo sa insulasyon sa kainit.

• Phase change nga materyal

Ang materyal nga pagbag-o sa hugna kaylap nga gigamit alang sa pagsumpo sa pagpadaghan sa thermal runaway tungod sa pagtipig sa kainit niini. Ang Wax usa ka kasagaran nga PCM, nga adunay lig-on nga pagbag-o sa temperatura sa yugto. Sa panahon sa thermalmilayas, kainit kay gibuhian. Busa ang PCM kinahanglan nga adunay taaspasundayagsa pagsuyop sa kainit. Bisan pa, ang talo adunay gamay nga conductivity sa kainit, nga makaimpluwensya sa pagsuhop sa kainit. Aron mapauswag ang pasundayag niini, gisulayan sa mga tigdukiduki nga isagol ang talo sa ubang mga materyales, sama sa pagdugang sa partikulo sa metal, paggamit sa metal nga bula aron makarga ang PCM, pagduganggraphite, carbon nano tube o gipalapad nga graphite, ug uban pa. Ang gipalapad nga graphite makapugong usab sa siga tungod sa thermal runaway.

Ang hydrophilic polymer usa usab ka matang sa PCM alang sa pagpugong sa thermal runway. Ang kasagarang hydrophilic polymer nga mga materyales mao ang: colloidal silicon dioxide, saturated calcium chloride solution,Tetraethyl phosphate, tetraphenyl hydrogen phosphate, sodium polyacrylate, ug uban pa.

•  Hybrid nga materyal

Dili mapugngan ang thermal runaway kung magsalig lang kita sa aerogel. Aron malampusoninsulateang kainit, kinahanglan natong i-combine ang airgel sa PCM.

Gawas sa hybrid nga materyal, mahimo usab namon nga magtukod og multi-layer nga materyal nga adunay lainlaing mga thermal conductivity coefficient sa lainlaing direksyon. Mahimo natong gamiton ang taas nga thermal conductivity nga materyal aron ipahigayon ang kainit gikan sa module, ug ibutang ang heat insulation material tali sa mga selula aron mapugngan ang thermal propagation.

Panapos

Ang pagpugong sa thermal runaway propagation usa ka komplikado nga hilisgutan. Ang ubang mga tiggama naghimo og pipila ka mga solusyon aron mapugngan ang pagkaylap sa kainit, apan nangita pa sila og bag-o nga butang, aron makunhuran ang gasto ug ang impluwensya sa densidad sa enerhiya. Nagtutok gihapon kami sa pinakabag-o nga panukiduki. Walay“super nga materyal” nga hingpit nga makapugong sa thermal runaway. Nagkinahanglan kini og daghang mga eksperimento aron makuha ang labing kaayo nga mga solusyon.