Позадина

Термичкото ширење на модулот ги доживува следните фази: Акумулација на топлина по термичка злоупотреба на ќелијата, термичко бегство на ќелијата и потоа термичко бегство на модулот. Термичкото бегство од една ќелија не е влијателно; сепак, кога топлината ќе се прошири на другите ќелии, ширењето ќе предизвика домино ефект, што ќе доведе до термичко бегство на целиот модул, ослободувајќи огромна енергија. Слика 1покажуваате резултат од термички бегство тест. Модулот е запален поради неодоливо ширење.

Топлинската спроводливост во внатрешноста на ќелијата ќе биде различна според различни насоки. Коефициентот на топлинска спроводливост ќе биде поголем во насокапаралелносо ролна јадро на ќелија; додека насоката која е вертикална на јадрото на ролната има помала спроводливост. Затоа, термичкото ширење од страна на страна помеѓу клетките е побрзо отколку преку јазичиња до клетки. Затоа, ширењето може да се гледа како еднодимензионално ширење. Бидејќи модулите на батериите се дизајнирани за поголема густина на енергија, просторот помеѓу ќелиите станува сè помал, што ќе го влоши термичкото ширење. Затоа, потиснувањето или блокирањето на ширењето на топлината во модулот ќе се смета заефектначин да се намалат опасностите. 

Начинот на сузбивање на термички бегство во модул

Можеме активно или пасивно да го ограничиме термичкиот бегство.

Активно потиснување

Активното термичко потиснување се базира главно на системот за термичко управување, како што се:

1) Поставете ги цевките за ладење на дното или на внатрешните страни на модулот и наполнете со течност за ладење. Течењето на течноста за ладење може ефикасно да го намали ширењето.

2) Поставете цевки за гаснење пожар на врвот на модулот. Кога има термички бегство, гасот со висока температура ослободен од батеријата ќе ги поттикне цевките да испрскаат средство за гаснење за да го потиснат ширењето.

Сепак, термичкото управување бара дополнителни компоненти, што доведува до повисоки трошоци и помала густина на енергија. Исто така, постои можност системот за управување да не стапи на сила.

Пасивна супресија

Пасивното сузбивање функционира така што го блокира ширењето преку адијабатски материјал помеѓу термалните забегани клетки и нормалните клетки.

Обично материјалот треба да се карактеризира со:

1. Ниска топлинска спроводливост. Ова е за да се намали брзината на ширење на топлината.
2. Отпорност на високи температури. Материјалот не треба да се разрешува при висока температура и да ја изгуби способноста на топлинска отпорност.
3. Ниска густина. Ова е за да се намали влијанието на стапката на волумен-енергија и стапката на маса-енергија.

Идеалниот материјал може во меѓувреме да го блокира ширењето на топлината, како и да ја апсорбира топлината.

Анализа на материјал

• Аергел

Аергелот е именуван како „најлесниот топлински изолациски материјал“. Добро се изведува во топлинска изолација и тежи светлина. Широко се користи во батерискиот модул за заштита од термичко ширење. Постојат многу видови на аерогел, како аерогел со силициум диоксид, аерогел, аерогел со стаклени влакна и претходно оксидирано влакно. Аергел топлинско-изолациониот слој од различни материјали имаат различно влијание врз термичкиот бегство. Тоа е затоа што разновидноста на коефициентот на топлинска спроводливост, кој е многу поврзан со неговата микро структура. Слика 2 го прикажува SEM изгледот на различен материјал пред и по изгорувањето.

Истражувањата покажуваат дека иако топлинската изолација со влакна е пониска по цена, перформансите за блокирање на ширењето на топлината се полоши од материјалот за аергел. Помеѓу различните видови на аергел материјали, аергелот со претходно оксидирано влакно има најдобри резултати, бидејќи ја одржува структурата по изгорувањето. Аергелот од керамички влакна, исто така, има добри резултати при топлинска изолација.

• Материјал за промена на фаза

Материјалот за промена на фазата е исто така широко користен за потиснување на термичкото бегство поради неговото складирање топлина. Восокот е вообичаен PCM, со стабилна температура на промена на фазата. За време на термичкибегство, топлината масовно се ослободува. Затоа PCM треба да има високаперформансина апсорпција на топлина. Сепак, восокот има ниска топлинска спроводливост, што ќе влијае на апсорпцијата на топлината. За да ги промовираат неговите перформанси, истражувачите се обидуваат да комбинираат восок со други материјали, како додавање метални честички, употреба метална пена за вчитување на PCM, додавањеграфит, јаглеродна нано цевка или проширен графит, итн. Проширениот графит исто така може да го заузда пламенот предизвикан од термички бегство.

Хидрофилниот полимер е исто така еден вид PCM за ограничување на топлинската писта. Вообичаени хидрофилни полимерни материјали се: колоиден силициум диоксид, заситен раствор на калциум хлорид,Тетраетил фосфат, тетрафенил водород фосфат, содиум полиакрилат, итн.

•  Хибриден материјал

Термичкиот бегство не може да се ограничи ако се потпреме само на аерогел. За успешноизолирааттоплината, треба да го комбинираме аергелот со PCM.

Покрај хибридниот материјал, можеме да конструираме и повеќеслоен материјал со различни коефициенти на топлинска спроводливост во различни насоки. Можеме да користиме материјал со висока топлинска спроводливост за да ја спроведеме топлината од модулот и да ставиме топлински изолациски материјал помеѓу ќелиите за да го ограничиме термичкото ширење.

Заклучок

Да се ​​контролира термичкото бегство е комплицирана тема. Некои производители направија некои решенија за да го потиснат ширењето на топлината, но сè уште бараат нешто ново, со цел да ги намалат трошоците и влијанието врз густината на енергијата. Сè уште се фокусираме на најновите истражувања. Не постои“супер материјал” што може целосно да го блокира термичкиот бегство. Потребни се многу експерименти за да се добијат најдобри решенија.