Tá buntáistí iniomparthachta agus muirear tapa ag cadhnraí litiam, mar sin cén fáth a bhfuil cadhnraí luaidhe-aigéad agus cadhnraí tánaisteacha eile fós ag scaipeadh sa mhargadh?
Chomh maith leis na fadhbanna a bhaineann le costais agus réimsí iarratais éagsúla, is cúis eile slándála.
Is é litiam an miotal is gníomhaí ar domhan.Toisc go bhfuil a saintréithe ceimiceacha ró-ghníomhach, nuair a bhíonn miotail litiam nochta don aer, beidh imoibriú ocsaídiúcháin fíochmhar aige le ocsaigin, agus mar sin tá sé seans maith le pléascadh, dócháin agus feiniméin eile.Ina theannta sin, tarlóidh imoibriú redox taobh istigh den cheallraí litiam freisin le linn a mhuirearú agus a urscaoileadh.Is éard atá i gceist le pléascadh agus dócháin spontáineach go príomha ná carnadh, idirleathadh agus scaoileadh ceallraí litiam tar éis téimh.I mbeagán focal, ginfidh cadhnraí litiam go leor teasa le linn an phróisis muirir agus urscaoilte, rud a fhágann go n-ardóidh teocht inmheánach na ceallraí agus an teocht míchothrom idir cadhnraí aonair, rud a fhágann go mbeidh feidhmíocht éagobhsaí na ceallraí.
Is dócha go spreagfaidh iompar contúirteach ceallraí litiam-ian atá ag rith go teirmeach (lena n-áirítear ró-mhuirearú agus ró-urscaoileadh ceallraí, muirear tapa agus urscaoileadh, gearrchiorcad, coinníollacha mí-úsáide meicniúla, turraing teirmeach ardteochta, etc.) frithghníomhartha contúirteacha taobh istigh den cheallraí agus giniúint teasa, damáiste díreach a dhéanamh don scannán éighníomhach ar an dromchla leictreoid dhiúltach agus leictreoid dhearfach.
Tá go leor cúiseanna ann le timpistí runaway teirmeach cadhnraí ian litiam a spreagadh.De réir na saintréithe a bhaineann le truicearú, is féidir é a roinnt ina spreagadh mí-úsáid meicniúil, truicear mí-úsáid leictreach agus spreagadh mí-úsáid teirmeach.Mí-úsáid mheicniúil: tagraíonn sé d'acupuncture, easbhrúite agus tionchar réad trom de bharr imbhualadh feithicle;Mí-úsáid leictreachais: go ginearálta de bharr bainistíocht míchuí voltais nó teip comhpháirteanna leictreacha, lena n-áirítear ciorcad gearr, ró-mhuirearú agus ró-urscaoileadh;Mí-úsáid teasa: róthéamh de bharr bainistíocht teochta míchuí.
Tá na trí mhodh spreagtha seo idirghaolmhar.Go ginearálta beidh mí-úsáid mheicniúil ina chúis le dífhoirmiú nó réabadh an scairt ceallraí, rud a fhágann go mbeidh teagmháil dhíreach idir cuaillí dearfacha agus diúltacha na ceallraí agus an chuaird ghearr, rud a fhágann mí-úsáid leictreach;Mar sin féin, faoi choinníoll mí-úsáide leictreachais, méadaíonn an ghiniúint teasa ar nós teasa Joule, rud a fhágann go n-ardóidh an teocht ceallraí, a fhorbraíonn i mí-úsáid teasa, rud a chuireann tús leis an imoibriú taobh giniúna teasa slabhra cineál taobh istigh den cheallraí, agus ar deireadh mar thoradh ar an tarlú de runaway teasa ceallraí.
Is é an chúis atá leis an rith teirmeach ceallraí ná go bhfuil ráta giniúna teasa na ceallraí i bhfad níos airde ná an ráta diomailt teasa, agus go bhfuil an teas carntha i méid mór ach nach bhfuil sé scaipthe in am.Go bunúsach, is próiseas timthriall aiseolais dearfach fuinnimh é an "ridbhealach teirmeach": cuirfidh an teocht ardaithe faoi deara go n-éireoidh an córas te, agus ardóidh an teocht tar éis don chóras a bheith te, rud a fhágann go n-éireoidh an córas níos teo.
Próiseas runaway teirmeach: nuair a ardaíonn teocht inmheánach na ceallraí, díscaoileann an scannán SEI ar dhromchla an scannáin SEI faoi theocht ard, imoibríonn an t-ian litiam atá leabaithe sa graifít leis an leictrilít agus an ceanglóra, ag brú níos mó ar an teocht ceallraí suas go 150 ℃, agus beidh imoibriú eisiteirmeach foréigneach nua ag an teocht seo.Nuair a shroicheann an teocht ceallraí os cionn 200 ℃, díscaoileann an t-ábhar catóide, ag scaoileadh cuid mhór teasa agus gáis, agus tosaíonn an ceallraí bulge agus téamh go leanúnach.Thosaigh anóid leabaithe litiam ag imoibriú leis an electrolyte ag 250-350 ℃.Tosaíonn an t-ábhar catóide luchtaithe faoi imoibriú dianscaoilte foréigneach, agus téann an leictrilít faoi imoibriú ocsaídiúcháin foréigneach, ag scaoileadh cuid mhór teasa, ag giniúint teocht ard agus méid mór gáis, rud a fhágann dócháin agus pléascadh na ceallraí.
An fhadhb a bhaineann le deascadh dendrite litiam le linn ró-mhuirearú: Tar éis an ceallraí cóbalate litiam a mhuirearú go hiomlán, fanann cuid mhór iain litiam san leictreoid dhearfach.Is é sin le rá, ní féidir leis an gcatóid níos mó iain litiam atá ceangailte leis an gcatóid, ach sa stát ró-mhuirearaithe, beidh na hiain litiam iomarcacha ar an gcatóid fós ag snámh go dtí an catóide.Toisc nach féidir iad a choinneáil go hiomlán, foirmfidh litiam miotail ar an gcatóid.Ós rud é gur criostail dendritic é an litiam miotail seo, tugtar dendrite air.Má tá an dendrite ró-fhada, is furasta an scairt a tholladh, rud is cúis le ciorcad gearr inmheánach.Toisc gurb é carbónáit an phríomh-chomhpháirt de leictrilít, tá a phointe adhainte agus fiuchphointe íseal, mar sin beidh sé sruthán nó fiú pléascadh ag teocht ard.
Más ceallraí litiam polaiméire é, tá an leictrilít colóideach, atá seans maith go dócháin níos foréigneach.D'fhonn an fhadhb seo a réiteach, déanann eolaithe iarracht ábhair chatóide níos sábháilte a athsholáthar.Tá buntáistí áirithe ag baint le hábhar ceallraí manganáit litiam.Féadfaidh sé a chinntiú go bhféadfar ian litiam an leictreoid dhearfach a neadú go hiomlán i bpoll carbóin an leictreoid dhiúltach faoin stát muirear iomlán, in ionad iarmhair áirithe a bheith sa leictreoid dhearfach cosúil le cóbalate litiam, rud a sheachnaíonn go pointe áirithe giniúint dendrites.Déanann struchtúr cobhsaí manganáit litiam a fheidhmíocht ocsaídiúcháin i bhfad níos ísle ná sin de chóbalate litiam.Fiú má tá ciorcad gearr seachtrach ann (seachas ciorcad gearr inmheánach), is féidir go bunúsach dócháin agus pléascadh de bharr deascadh miotail litiam a sheachaint.Tá cobhsaíocht theirmeach níos airde ag fosfáit iarainn litiam agus cumas ocsaídiúcháin níos ísle ar an leictrilít, agus mar sin tá sábháilteacht ard aige.
Léirítear maolú aosaithe ceallraí ian litiam ag maolú acmhainne agus méadú ar fhriotaíocht inmheánach, agus cuimsíonn a mheicníocht maolaithe inmheánach aosaithe cailliúint ábhair ghníomhacha dearfacha agus diúltacha agus cailliúint na n-ian litiam atá ar fáil.Nuair a bhíonn an t-ábhar catóide d'aois agus lobhadh, agus nach bhfuil cumas an chatóid leordhóthanach, is dóichí go dtarlóidh an baol éabhlóid litiam ón gcatóid.Faoi choinníoll ró-urscaoilte, ardóidh an cumas catóide go litiam go dtí os cionn 3V, atá níos airde ná an cumas díscaoilte copair, rud a fhágann go ndíscaoileadh bailitheoir copair.Déanfaidh iain chopair tuaslagtha deascadh ar an dromchla catóide agus foirmeoidh siad dendrites copair.Rachaidh dendrites copair tríd an scairt, is cúis le ciorcad gearr inmheánach, rud a chuireann isteach go mór ar fheidhmíocht sábháilteachta na ceallraí.
Ina theannta sin, laghdóidh friotaíocht overcharge cadhnraí ag dul in aois go pointe áirithe, go príomha mar gheall ar mhéadú ar fhriotaíocht inmheánach agus laghdú ar shubstaintí gníomhacha dearfacha agus diúltacha, rud a fhágann go dtiocfaidh méadú ar theas joule le linn an phróisis ró-mhuirearaithe cadhnraí.Faoin ró-mhuirearú níos lú, d'fhéadfaí frithghníomhartha taobh a spreagadh, rud a fhágann go n-imreodh cadhnraí go teirmeach.Maidir le cobhsaíocht theirmeach, beidh meath géar ar chobhsaíocht theirmeach na ceallraí mar thoradh ar éabhlóid litiam ón gcatóid.
I bhfocal, laghdófar feidhmíocht sábháilteachta na ceallraí d'aois go mór, rud a chuirfidh sábháilteacht na ceallraí i mbaol go mór.Is é an réiteach is coitianta ná an córas stórála fuinnimh ceallraí a threalmhú le córas bainistíochta ceallraí (BMS).Mar shampla, is féidir leis na 8000 18650 cadhnraí a úsáidtear i Tesla Model S monatóireacht fíor-ama a dhéanamh ar pharaiméadair fhisiceacha éagsúla na ceallraí, measúnú a dhéanamh ar stádas úsáide na ceallraí, agus diagnóis ar líne agus rabhadh luath a dhéanamh trína chóras bainistíochta ceallraí.Ag an am céanna, féadann sé urscaoileadh agus rialú réamhmhuirir a dhéanamh freisin, bainistiú cothromaíochta ceallraí agus bainistíocht theirmeach.
Am postála: Dec-02-2022