Pelarian termal baterai litium memang merupakan fenomena yang tidak dapat dihindari, terutama karena sifat kimia logam litium yang sangat reaktif, sehingga pemrosesan, penyimpanan, dan penggunaan logam litium sangat menuntut lingkungan.
1. Alasan hilangnya panas pada baterai litium
1.1 Hubungan pendek internal: Ketika terjadi hubungan pendek antara kutub positif dan negatif di dalam baterai, sejumlah besar panas dihasilkan, menyebabkan suhu baterai meningkat dengan cepat dan menyebabkan timbulnya panas yang tidak terkendali. Hubungan pendek dapat disebabkan oleh cacat pada proses pembuatan baterai, pecahnya membran akibat penuaan baterai, atau pertumbuhan dendrit yang menembus membran.
1.2 Pengisian daya yang berlebihan: Ketika baterai diisi dayanya secara berlebihan, elektrolit internal akan mengalami reaksi penguraian, menghasilkan sejumlah besar gas dan panas, yang menyebabkan peningkatan suhu baterai dengan cepat dan menyebabkan pelepasan panas. Pengisian daya yang berlebihan mungkin disebabkan oleh kegagalan fungsi pengisi daya, kegagalan sistem manajemen baterai (BMS), atau pengoperasian pengguna yang tidak tepat.
1.3 Kerusakan eksternal:Ketika baterai rusak karena benturan, kompresi, atau tusukan, elektrolit di dalamnya akan bocor dan bereaksi secara kimia dengan oksigen di udara, menghasilkan panas dan gas dalam jumlah besar, yang menyebabkan peningkatan suhu baterai dengan cepat dan menyebabkan pelepasan panas.
1.4 Penuaan baterai: Karena baterai digunakan dalam jangka waktu yang lama, elektrolit internal secara bertahap akan terurai dan menua, mengakibatkan penurunan kapasitas baterai, peningkatan resistansi internal, dan penurunan kinerja pembuangan panas, yang pada akhirnya dapat menyebabkan pelepasan panas. baterai.
1.5 Lingkungan bersuhu tinggi:Pengoperasian baterai litium dalam jangka panjang di lingkungan bersuhu tinggi dapat menyebabkan suhu internal baterai terus meningkat, sehingga menyebabkan pemanasan yang tidak terkendali.
2. Penanggulangan hilangnya panas pada baterai litium
2.1 Meningkatkan akurasi pembuatan baterai:Kontrol secara ketat kualitas pelat elektroda dan pemisah dalam proses produksi. Peralatan pemotongan presisi tinggi digunakan untuk memastikan bahwa polarizer bebas dari gerinda, dan metode pemeriksaan kualitas tingkat lanjut digunakan untuk memastikan integritas dan keseragaman diafragma.
2.2 Optimalkan pemilihan dan rasio material: Pilih bahan elektroda dan elektrolit positif dan negatif yang stabil. Untuk material elektroda positif, meskipun memenuhi persyaratan kepadatan energi, prioritas harus diberikan pada sistem material dengan stabilitas termal yang baik. Pada saat yang sama, pilih bahan elektroda negatif yang dapat membentuk film SEI yang stabil, dan sesuaikan komposisi elektrolit secara wajar, tambahkan beberapa aditif yang stabil secara termal untuk menekan dekomposisi elektrolit.
2.3 Memperkuat kontrol kualitas perakitan baterai: Tetapkan proses dan standar perakitan yang ketat, pastikan perakitan komponen seperti elektroda dan pemisah secara akurat melalui peralatan perakitan otomatis, dan lakukan uji penyegelan yang ketat pada baterai rakitan.
2.4 Metode pengisian dan pengosongan yang benar:Gunakan pengisi daya yang memenuhi spesifikasi baterai untuk menghindari pengisian daya yang berlebihan dan pengosongan yang berlebihan. Untuk peralatan baterai lithium, tegangan pemutusan pengisian dan pengosongan yang wajar harus diatur, dan algoritma pengisian daya yang cerdas harus tertanam dalam perangkat lunak perangkat atau peralatan pengisian daya untuk secara dinamis menyesuaikan arus dan tegangan pengisian daya sesuai dengan kondisi baterai.
2.5 Kontrol suhu lingkungan penggunaan:Cobalah untuk menghindari penggunaan dan penyimpanan baterai di lingkungan bersuhu tinggi. Jika baterai digunakan pada peralatan di lingkungan bersuhu tinggi, perangkat pembuangan panas yang efektif seperti unit pendingin, kipas, dll. perlu dipasang.
2.6 Inspeksi dan pemeliharaan rutin:Untuk peralatan baterai lithium yang digunakan dalam jangka waktu lama, baterai harus diperiksa secara berkala, termasuk inspeksi visual (untuk tonjolan, kebocoran, dll.) dan pengujian kinerja (untuk indikator seperti kapasitas dan resistansi internal).
3. Strategi respons nasional dan industri terhadap pelepasan panas baterai litium
3.1 Meningkatkan standar pertahanan: Biro Pemadam Kebakaran dan Penyelamatan Nasional dan departemen terkait lainnya telah mengusulkan untuk meningkatkan standar pencegahan kebakaran gedung, mengubah konsep pencegahan dan pengendalian kebakaran, dan mengurangi bahaya yang disebabkan oleh pelepasan panas baterai litium.
3.2 Memperkuat terobosan teknologi: Mendoronge tuan rumah produsen dan perusahaan terkait untuk memperkuat penelitian dan pengembangan teknologi, meningkatkan proses produksi, dan meningkatkan kinerja keselamatan bahan utama seperti elektrolit dan membran.
3.3 Mempromosikan teknologi baterai baru:Baterai solid state dan teknologi baterai baru lainnya memiliki kepadatan energi yang lebih tinggi dan kinerja yang lebih stabil, sehingga menjadi pusat penelitian untuk kendaraan energi baru. Meskipun proses pembuatan baterai solid-state rumit dan mahal, dengan kemajuan teknologi yang berkelanjutan dan pengurangan biaya, baterai ini diharapkan dapat menggantikan baterai cair di masa depan dan mengurangi risiko pelepasan panas.
4. Jalur pengembangan teknologi keamanan baterai litium masih panjang
Dengan meluasnya penerapan baterai lithium-ion pada kendaraan listrik, sistem penyimpanan energi, perangkat elektronik portabel, dan bidang lainnya, masalah keselamatannya juga semakin mendapat perhatian.
4.1 Penelitian dan inovasi bahan baterai:
Saat ini, baterai litium-ion terutama mengandalkan bahan elektroda positif seperti litium kobalt oksida dan litium nikel mangan kobalt oksida, serta bahan elektroda negatif berbasis grafit atau silikon. Bahan-bahan ini dapat menimbulkan bahaya keselamatan seperti pelepasan panas dan korsleting selama proses pengisian dan pengosongan.
Oleh karena itu, meneliti bahan baterai yang lebih aman dan stabil merupakan arah penting untuk teknologi keamanan baterai litium. Misalnya, baterai solid-state telah menarik banyak perhatian karena kepadatan energinya yang lebih tinggi dan keamanan yang lebih baik.
4.2 Optimalisasi Sistem Manajemen Baterai (BMS):
BMS adalah salah satu komponen inti paket baterai lithium-ion, yang bertanggung jawab untuk memantau tegangan, arus, suhu, dan parameter lain dari paket baterai, serta mengontrol pengisian dan pengosongan berdasarkan parameter ini.
Dengan mengoptimalkan algoritma BMS dan desain perangkat keras, keamanan baterai dapat ditingkatkan. Misalnya, dengan memantau status kesehatan baterai secara real-time, potensi masalah keselamatan dapat diwaspadai dan diatasi pada waktu yang tepat.
4.3 Kemajuan dalam teknologi manajemen termal baterai:
Baterai litium ion menghasilkan panas selama pengoperasian, dan jika panas tidak dihilangkan tepat waktu, hal ini dapat menyebabkan suhu baterai meningkat, sehingga menimbulkan masalah keselamatan.
Oleh karena itu, meneliti teknologi manajemen termal baterai yang lebih efisien juga merupakan arah penting untuk teknologi keamanan baterai litium. Misalnya, mengadopsi metode pendinginan cair, pendingin udara, dan pembuangan panas lainnya, serta mengembangkan solusi terintegrasi yang lebih efisien untuk sistem manajemen termal.
4.4 Peningkatan teknologi pembuatan dan pengujian baterai:
Proses pembuatan baterai lithium-ion memiliki dampak yang signifikan terhadap kualitasnyakeamanan. Misalnya, cacat dan kotoran di dalam baterai dapat menyebabkan masalah keamanan.
Oleh karena itu, peningkatan pengendalian kualitas dan teknologi pengujian dalam proses pembuatan baterai juga merupakan bagian penting dari teknologi keamanan baterai litium. Dengan mengadopsi peralatan manufaktur dan metode pengujian yang lebih canggih, cacat dan kotoran di dalam baterai dapat dikurangi, dan keamanan baterai dapat ditingkatkan.
4.5 Perumusan dan penyempurnaan regulasi dan standar:
Dengan meluasnya penggunaan baterai lithium-ion, peraturan dan standar terkait terus ditingkatkan. Peraturan dan standar ini memberikan persyaratan dan regulasi yang jelas untuk keamanan baterai lithium-ion.
Oleh karena itu, penguatan perumusan dan penyempurnaan regulasi dan standar juga menjadi arah penting bagi pengembangan teknologi keamanan baterai litium. Dengan merumuskan peraturan dan standar yang lebih ketat, kemajuan dan peningkatan berkelanjutan dalam teknologi keamanan baterai litium dapat didorong.