Aplikasyon ak pwoblèm sekirite nan ityòm-ion pil:Lityòm ion pil yo lajman itilize akòz dansite enèji segondè yo, pouvwa pwodiksyon segondè, ak vòltaj pwodiksyon segondè mwayèn. Sepandan, aksidan ki te koze pa echèk batri rive chak ane, ak kèk moun aktivman konprann risk sekirite. Se poutèt sa, idantifye ak diminye danje sekirite nan pil ityòm enpòtan anpil.
Kontni prensipal la nan atik la:Premyèman, yo analize fenomèn nan tèmik evade e yo diskite sou divès kalite sistèm siveyans. Lè sa a, aplikasyon an nan fib Bragg griyaj detèktè (FBG) nan deteksyon an tan reyèl nan done batri yo mete aksan sou. Finalman, metòd pou diminye pwoblèm sekirite nan pil ityòm yo rezime, ki gen ladan itilize nan kouch sifas elektwòd, elektwolit, separateur, ak repwesyon nan kwasans dendrit ityòm. Kontni sa yo gen valè referans pou rechèch nan lavni sou sekirite batri ityòm.
1. Entwodiksyon
Aplikasyon ak pwoblèm sekirite pil ityòm-ion yo make:devlopman nan enèji renouvlab se yon tandans nan tan yo, ak pil yo omniprésente nan lavi chak jou. Batri ityòm ion yo lajman itilize epi yo enpòtan anpil pou devlopman nouvo jaden enèji. Sepandan, nan dènye ane yo, pwoblèm surchof yo te afekte devlopman nan machin elektrik, ak sekirite batri te enkyetid.
Direksyon rechèch ak objektif atik la:Syantis yo itilize plizyè teknoloji pou amelyore sekirite pil ityòm-ion. Kounye a, rechèch siveyans sekirite sou batri tèmik prediksyon runaway ak metòd avètisman se yon direksyon popilè. Atik la gen pou objaktif pou rezime metòd avanse ki enpòtan epi prezante dènye pwogrè rechèch la.
2. Metòd aktyèl pou amelyore faktè sekirite
Kòz aksidan sekirite:Lè pil ityòm yo mal itilize (tankou surcharge, surchof, enpak, kous kout), tanperati a monte anòmal, sa ki lakòz reyaksyon chimik entèn ak pwodui gaz ak lafimen. Valv sekirite a louvri, ak chalè a plis ogmante tanperati a, ki ka mennen nan combustion oswa eksplozyon.
Fason yo amelyore sekirite:sitou gen ladan siveyans ak evite aksidan sekirite, amelyore estrikti batri, oswa ranplase eleman pwoblèm.
Metòd espesifik pou amelyore sekirite pil ityòm-ion
Anpeche tèmik sove
Prensip tèmik runaway:Reyaksyon ègzotèmik materyèl andedan batri a lakòz batri a rapidman chofe epi lage enèji chimik. Plizyè faktè ka lakòz surchof, tankou deformation estriktirèl, sikwi kout, twòp chaj, aje eleman, echèk sistèm refwadisman, elatriye. Dansite enèji segondè nan pil ak itilizasyon elektwolit ki ka pran dife ogmante risk pou yo sove tèmik.
Sistèm refwadisman:Syantis yo te devlope sistèm jesyon tèmik batri (BTMS), ki gen ladan refwadisman lè ak sistèm refwadisman likid, men tou de gen dezavantaj. Sistèm refwadisman ibrid la konbine avantaj tou de epi yo ka pi byen kontwole ak jere dissipation chalè batri, epi yo ta dwe detèmine chwa espesifik yo selon sitiyasyon an.
| Sistèm refwadisman | Avantaj | Dezavantaj |
|
Lè refwadi BOUCH |
Lejè nan estrikti Pri ki ba nan devlopman ak antretyen. |
1. ba tèmik conductivité ak vilnerabilite pou tèmik k ap fonn. 2. Difisil pou itilize nan machin elektrik. |
|
Likid refwadi BOUCH |
Segondè kapasite chalè ak tèmik konduktiviti. |
1. Tendans nan flit likid 2. Difisil amelyore sistèm nan akòz estrikti konplèks |
| BTMS ibrid | Pi bon efikasite refwadisman | 1. Plis konpozan ak konpleksite |
Capteur griyaj Fibre Bragg (FBG)
Prensip siveyans:Anpeche danje sekirite lè w kontwole plizyè sentòm batri a an tan reyèl. Metòd modèn souvan endirèkteman reflete eta batri a pa kontwole koule chalè oswa detekte fann elektwòd, pandan y ap detèktè FBG ka dirèkteman oswa endirèkteman mezire tanperati a ak repons souch andedan ak deyò batri a, epi etidye degradasyon elektwolit atravè entèraksyon ki genyen ant limyè ki pote pa fib optik ak anviwònman chimik ki antoure a.
Avantaj:Detèktè FBG gen karakteristik minimòm pwogrese, entèferans anti elektwomayetik, ak izolasyon. Yo ka toujou bay done ak presizyon anba tanperati ki wo ak presyon ki wo. Lè endikatè yo rive nan valè kritik, operasyon batri ka ajiste oswa sispann nan yon fason apwopriye, amelyore sekirite nan itilizasyon batri.
|
Tanperati Siveyans |
Siveyans Tanperati Ekstèn: Capteur FBG se dirèkteman tache ak sifas batri a (ki ka nan fòm lan pyès monnen oswa silenn) pou reyalize deteksyon tanperati an tan reyèl. |
|
Siveyans Tanperati Entèn: se dirèkteman implanté nan batri a pou deteksyon tanperati entèn. |
|
| Siveyans souch |
Siveyans souch ekstèn: FBG kontwole souch ekstèn ki te koze pa faktè tankou chanjman tanperati, konpresyon mekanik, oswa enpak. |
|
Siveyans souch entèn: FBG kontwole souch ki andedan batri a pandan w ap itilize oswa pandan w ap chaje ak dechaje. |
|
| Similtane Siveyans Tanperati ak Souch | |
Amelyore batri séparateur pou estabilize batri a
Wòl ak defi konsepsyon yon separatè:Yon séparateur se yon baryè fizik nan yon batri ki anpeche kontak dirèk ant elektwòd pozitif ak negatif epi li akomode elektwolit pou ankouraje mouvman ion. Konsepsyon an bezwen balanse rezistans mekanik ak porosite oswa pèfòmans transpò, sa ki fè li yon defi pou itilize nan sistèm batri gwo echèl.
Metòd amelyorasyon:Rechèch aktyèl la sitou konsantre sou amelyore manbràn polyolefin komèsyal (PP), tankou kouch oswa grèf konpoze òganik / inòganik, ak trete sifas la ak konpoze chalè ki reziste. Teknoloji Electrospinning kapab tou itilize pou fabrike manbràn nanofib, ki ka amelyore estabilite tèmik. Ajoute materyèl idrofil ka amelyore pèfòmans ak anpeche kwasans dendrit ityòm.
Elektwolit polymère ki pa ka pran dife
Pwoblèm elektwolit tradisyonèl yo ak direksyon amelyorasyon:Elektwolit tradisyonèl yo ka fè eksperyans evasyon tèmik nan kondisyon ekstrèm, ki mennen nan oksidasyon, melanje materyèl elektwòd, e menm eksplozyon. Amelyorasyon mande pou konsiderasyon konplè sou pwopriyete fizik ak chimik ak estabilite elektwolit ak elektwòd. Elektwolit solid polymère (SPEs) se tandans nan lavni, ki pa gen okenn flit, segondè fòs mekanik, ak estabilite, ki ka diminye chanjman nan volim nan materyèl elektwòd.
| Kalite SPE yo | Karakteristik |
| Poly ethylene oksid SPEs |
1. Pi wo konduktiviti 2. Gwosè reglabl 3. pi ba pri 4. Eksepsyonèl pwopriyete elektwochimik |
| Polysiloxane SPEs |
1. Pi bon estabilite tèmik 2. Nonflamability 3. Pi wo konstan dyelèktrik |
Karakteristik ak rezistan flanm dife nan SPE yo:Diferan SPE yo gen avantaj diferan, tankou konduktiviti segondè ak gwosè reglabl nan SPE oksid polyethylene; Polysiloxane SPE yo gen bon estabilite tèmik epi yo pa ka pran dife. Pifò SPE yo mande pou ajoute ignifuge flanm dife, ak ignifuge flanm dife inòganik yo pi an sekirite ak pi bon mache, sa ki ka amelyore pèfòmans SPE yo ak anpeche kwasans dendrit ityòm. Sepandan, rechèch SPE yo relativman nouvo ak aplikasyon yo limite, epi elektwolit komèsyal yo pa ka ranplase.
| Ignifuge flanm dife | Pwopriyete |
| Halogen Flanm dife |
1. Ultra-limyè, Ultra-mens 2. Difisil pou limen 3. généré radikal lib bese pyrolysis 4. Pwodwi a dilye konsantrasyon gaz ki ka pran dife ak oksijèn |
| Organophosphorus Ignifuges flanm dife |
1. Pi bon sekirite dife 2. Estabilite sik la nan pil yo te amelyore 3. Te kwasans lan nan dendrite ityòm inibit 4. Dekonpozisyon pwodwi yo ka konbine avèk freeradicals ki ka pran dife |
|
Flanm dife ki baze sou fosfò inòganik Retardans |
1. Ba toksisite 2. Pri ki ba 3. Ka fè chaj la sou sifas la nan metal ityòm inifòm 4. Anpeche dendrite ityòm. |
| Inòganik Nano-Filler ignifuge flanm dife |
1. Fasilite mouvman iyon ityòm ak amelyore ion konduktiviti. 2. Evite kwasans ityòm dendrites 3. Kapasite pou anpeche pwopagasyon tèmik 4. Amelyore estabilite tèmik |
Anpèchman kwasans dendrit ityòm
Fòmasyon ak danje nan dendrit ityòm:Dendrit ityòm yo te koze pa depozisyon inegal nan iyon ityòm pandan migrasyon elektwòd pozitif ak negatif, sa ki ka mennen nan ekspansyon elektwòd, redwi efikasite Coulombic, diminye kapasite batri, ak deteryorasyon nan pèfòmans sekirite, finalman sa ki lakòz echèk batri.
Metòd anpèchman:Anpeche soti nan de direksyon: elektwolit ak metal ityòm negatif elektwòd. Ajoute aditif nan elektwolit ka amelyore fonksyonalite nan kouch nan koòdone elektwolit solid (SEI), tankou polisulfid ityòm ak nitrat ityòm, ki ka efektivman anpeche fòmasyon nan dendrit ityòm; Soti nan pèspektiv nan elektwòd, elektwòd ki genyen twa dimansyon ityòm negatif ka diminye chanjman volim nan elektwòd negatif, tankou elektwòd konpoze grafèn. Genyen tou kèk nouvo kouch SEI ki ka efektivman anpeche kwasans dendrit ityòm.
Metòd elektwòd kouch sifas yo
Wòl ak aplikasyon sifas kouch:Kouch sifas se teknoloji prensipal pou pwoteje katod ak amelyore estabilite tèmik materyèl katod, sa ki ka siprime tranzisyon faz ak amelyore konduktiviti materyèl. Itilizasyon teknoloji sifas kouch nan materyèl nikèl Cobalt Manganèz ternary (NMC) katòd ka amelyore mikwostrikti, pèfòmans elektwochimik, konduktiviti tèmik, koyefisyan difizyon iyon, ak estabilite tèmik, diminye domaj estriktirèl entèn yo, ogmante estabilite monte bisiklèt, ak anpeche metal iyon lesivaj.
Metòd espesifik ak efè:Si yo itilize metòd sentetik "kouch + perfusion" pou kouvwi materyèl espesifik nan tanperati chanm, oswa teknoloji jèl sol yo itilize pou kreye yon kouch inifòm sou sifas katod la nan tanperati ki ba, estabilite sik la ka amelyore anpil.
| Aspè (yo) | Amelyorasyon apre kouch |
| Mikwoskopik mòfoloji ak estrikti |
1. Yon estrikti sifas plis kontra enfòmèl ant nan elektwòd pozitif ak òdone estrikti lasi 2. Yon estabilite ogmante. |
| Karakterizasyon pèfòmans elektwochimik |
1. Siyifikativman amelyore estabilite sik 2. Materyèl miltiplikatè ogmante 3. Rezistans materyèl redwi 4. Pèfòmans transpò elektwonik amelyore |
|
Konduktivite tèmik, koyefisyan difizyon ion ak estabilite tèmik |
1. pèfòmans transfè chalè nan materyèl pi bon kalite amelyore 2. Refwadisman batri ak pèfòmans sekirite tèmik amelyore 3. lon diffusion pèfòmans amelyore |
3. Rezime
Metòd klasifikasyon:Metòd pou amelyore sekirite pil ityòm-ion yo ka apeprè divize an de kategori: youn se kontwole paramèt batri an tan reyèl kòm yon sistèm avètisman bonè pou anpeche aksidan sekirite, ak lòt la se amelyore materyèl entèn yo oswa estrikti nan. batri a.
Mezi espesifik ak efè
Nan premye kategori a, sistèm jesyon tèmik batri (BTMS) ka anpeche tèmik sove, ak ibrid BTMS gen pi bon efè refwadisman, men estrikti a se konplèks ak pri a wo. Detèktè Fibre Bragg Grating (FBG) ka kontwole tanperati batri, souch, ak presyon an tan reyèl, epi yo ka byen vit idantifye surchof oswa kondisyon nòmal.
Nan dezyèm kategori a, chèchè yo te amelyore sekirite ityòm-ion pil yo pa amelyore séparateur, lektwolit, anpeche kwasans dendrite ityòm, ak trete sifas katod la.