Хэт цэнэглэх нь одоогийн лити батерейны аюулгүй байдлын туршилтын хамгийн хэцүү зүйлүүдийн нэг тул хэт цэнэглэх механизм болон хэт цэнэглэхээс урьдчилан сэргийлэх арга хэмжээг ойлгох шаардлагатай.
Зураг 1 нь NCM+LMO/Gr системийн батерейг хэт цэнэглэсэн үеийн хүчдэл ба температурын муруй юм.Хүчдэл нь 5.4V-д хамгийн ихдээ хүрч, дараа нь хүчдэл буурч, улмаар дулааны гүйдэл үүсгэдэг.Гурвалсан батерейны хэт цэнэгийн хүчдэл ба температурын муруй нь үүнтэй маш төстэй юм.
Лити батерейг хэт цэнэглэх үед энэ нь дулаан, хий үүсгэдэг.Дулаан нь омын дулаан ба хажуугийн урвалын үр дүнд үүссэн дулааныг багтаадаг бөгөөд тэдгээрийн гол нь ом дулаан юм.Хэт цэнэглэгдсэн батерейны гаж нөлөө нь юуны түрүүнд сөрөг электрод руу илүүдэл литийг оруулж, сөрөг электродын гадаргуу дээр литийн дендрит ургах болно (N/P харьцаа нь литийн дендритийн өсөлтийн анхны SOC-д нөлөөлнө).Хоёр дахь нь эерэг электродоос илүүдэл литийг гаргаж авснаар эерэг электродын бүтэц нурж, дулаан ялгарч, хүчилтөрөгч ялгардаг.Хүчилтөрөгч нь электролитийн задралыг хурдасгаж, батерейны дотоод даралт үргэлжлэн нэмэгдэж, тодорхой түвшний дараа аюулгүйн хавхлага нээгдэнэ.Идэвхтэй материал агаартай харьцах нь илүү их дулааныг үүсгэдэг.
Судалгаанаас үзэхэд электролитийн хэмжээг багасгах нь хэт цэнэглэх үед дулаан, хийн үйлдвэрлэлийг мэдэгдэхүйц бууруулна.Үүнээс гадна аккумлятор нь чиглүүлэгчгүй эсвэл хэт цэнэглэх үед хамгаалалтын хавхлагыг хэвийн онгойлгох боломжгүй үед аккумулятор нь тэсрэх аюултай болохыг судалсан.
Бага зэрэг хэт цэнэглэх нь дулааны алдагдалд хүргэхгүй, харин хүчин чадал буурахад хүргэдэг.Эерэг электрод болох NCM/LMO эрлийз материалтай батерейг хэт цэнэглэх үед SOC 120%-иас бага байх үед хүчин чадал нь илт мууддаггүй, харин SOC 130%-иас их бол хүчин чадал нь мэдэгдэхүйц мууддаг болохыг судалгаагаар тогтоожээ.
Одоогийн байдлаар хэт цэнэглэх асуудлыг шийдэх хэд хэдэн арга байдаг:
1) Хамгаалалтын хүчдэлийг BMS-д тохируулдаг, ихэвчлэн хэт цэнэглэх үед хамгаалалтын хүчдэл нь оргил хүчдэлээс доогуур байдаг;
2) Материалын өөрчлөлт (материал бүрэх гэх мэт) замаар зайны хэт цэнэглэх эсэргүүцлийг сайжруулах;
3) Хэт цэнэгийн эсрэг нэмэлтүүд, тухайлбал, редокс хос электролитэд нэмнэ;
4) Хүчдэлд мэдрэмтгий мембраныг ашигласнаар зайг хэт цэнэглэх үед мембраны эсэргүүцэл мэдэгдэхүйц буурч, шунт үүрэг гүйцэтгэдэг;
5) OSD болон CID загваруудыг дөрвөлжин хөнгөн цагаан бүрхүүлийн батерейнд ашигладаг бөгөөд эдгээр нь одоогоор хэт цэнэглэхээс хамгаалах нийтлэг загвар юм.Уутны зай нь ижил төстэй загварт хүрч чадахгүй.
Лавлагаа
Эрчим хүч хадгалах материал 10 (2018) 246–267
Энэ удаад бид литийн кобальт ислийн батерейг хэт цэнэглэх үед түүний хүчдэл, температурын өөрчлөлтийг танилцуулах болно.Доорх зураг нь литийн кобальт ислийн батерейны хэт цэнэгийн хүчдэл ба температурын муруй, хэвтээ тэнхлэг нь задралын хэмжээ юм.Сөрөг электрод нь бал чулуу, электролитийн уусгагч нь EC/DMC юм.Батерейны хүчин чадал 1.5Ач.Цэнэглэх гүйдэл нь 1.5А, температур нь зайны дотоод температур юм.
I бүс
1. Зайны хүчдэл аажмаар нэмэгддэг.Лити кобальтын оксидын эерэг электрод 60% -иас их хэмжээгээр ялзарч, сөрөг электродын тал дээр литийн металл тунадас үүсдэг.
2. Батерей нь товойсон, энэ нь эерэг талдаа электролитийн өндөр даралтын исэлдэлттэй холбоотой байж болох юм.
3. Температур нь бага зэрэг өсөхөд үндсэндээ тогтвортой байна.
II бүс
1. Температур аажмаар нэмэгдэж эхэлдэг.
2. 80~95% -ийн мужид эерэг электродын эсэргүүцэл нэмэгдэж, батерейны дотоод эсэргүүцэл ихсэх боловч 95% -иар буурдаг.
3. Зайны хүчдэл 5V-ээс хэтэрч, хамгийн дээд хэмжээнд хүрнэ.
III бүс
1. Ойролцоогоор 95% батерейны температур хурдан өсч эхэлдэг.
2. Ойролцоогоор 95% -аас 100% дөхөх хүртэл зайны хүчдэл бага зэрэг буурдаг.
3. Зайны дотоод температур ойролцоогоор 100°С хүрэхэд батерейны хүчдэл огцом буурдаг бөгөөд энэ нь температурын өсөлтөөс болж зайны дотоод эсэргүүцэл буурсантай холбоотой байж болно.
IV бүс
1. Зайны дотоод температур 135°С-аас дээш байвал PE сепаратор хайлж эхэлдэг ба зайны дотоод эсэргүүцэл хурдацтай нэмэгдэж, хүчдэл дээд хязгаарт (~12V) хүрч, гүйдэл нь доод цэг хүртэл буурдаг. үнэ цэнэ.
2. 10-12В-ын хооронд батерейны хүчдэл тогтворгүй, гүйдэл нь хэлбэлздэг.
3. Зайны дотоод температур хурдацтай нэмэгдэж, зай тасрахаас өмнө температур нь 190-220 ° C хүртэл нэмэгддэг.
4. Зай нь эвдэрсэн.
Гурвалсан батерейг хэт цэнэглэх нь литийн кобальт ислийн батерейтай төстэй юм.Зах зээл дээр дөрвөлжин хөнгөн цагаан бүрхүүлтэй гурвалсан батерейг хэт цэнэглэх үед III бүсэд ороход OSD эсвэл CID идэвхжиж, батерейг хэт цэнэглэхээс хамгаалахын тулд гүйдлийг таслана.
Лавлагаа
The Electrochemical Society сэтгүүл, 148 (8) A838-A844 (2001)
Шуудангийн цаг: 2022 оны 12-р сарын 07