بطاريات الليثيوم أيون عرضة لإثارة تفاعلات جانبية خطيرة داخل البطارية تحت الشحن الزائد ، الشحن / التفريغ السريع ، ماس كهربائى ، سوء استخدام ميكانيكي وصدمة حرارية عالية الحرارة ، والتي يمكن أن تنتج بسهولة الكثير من الحرارة وتدمير الأسطح السلبية والإيجابية فيلم التخميل.
عندما ترتفع درجة حرارة البطارية إلى 130 درجة مئوية ، يتحلل فيلم SEI الموجود على السطح السلبي ، مما يؤدي إلى تفاعل أكسدة واختزال قوي عندما يتعرض أنود كربون الليثيوم عالي النشاط للإلكتروليت. عندما ترتفع درجة الحرارة المحلية الداخلية للبطارية عن 200 درجة مئوية ، يقوم فيلم التخميل الموجود على سطح القطب الموجب بتفكيك القطب الموجب ، مما يؤدي إلى ترسيب الأكسجين ، ويستمر في التفاعل بعنف مع الإلكتروليت ، مما يؤدي إلى توليد كمية كبيرة من الحرارة و تشكيل ضغط داخلي مرتفع. عندما تتجاوز درجة حرارة البطارية 240 ، سيحدث أيضًا تفاعل طارد للحرارة عنيف بين أنود كربون الليثيوم والموثق.
كيفية تقييم سلامة بطاريات الليثيوم
طريقة واحدة هي استخدام الأدوات ذات الصلة. يعتبر مقياس المسعر أداة التقييم أهم أداة في أبحاث سلامة بطارية الليثيوم. المسعر الأكثر استخدامًا هو المسعر المعجل (ARC). ARC هو نوع جديد من أدوات التحليل الحراري التي أوصت بها الأمم المتحدة لتقييم المواد الخطرة ، حيث يوفر بيانات الوقت ودرجة الحرارة والضغط للتفاعلات الكيميائية في ظل ظروف ثابتة الحرارة. يمكن استخدام تصميم ARC ، بناءً على مبدأ ثابت الحرارة ، لقياس درجة الحرارة الأولية لتحلل العينة ودرجة الحرارة والضغط بمرور الوقت أثناء عملية الحرارة الثابتة بدقة باستخدام الوزن الكبير للعينة والحساسية العالية وتغير التحلل الحراري منحنى ، خاصة بالنسبة للسفر في قياس المسعرات ولا يمكن إعطاء مادة التحليل الحراري التفاضلية وطرق أخرى لضغط التحلل الحراري المتغير ببطء.
طريقة تقييم سلامة ARC
توفر ARC بيئة شبه ثابتة الحرارة من خلال التتبع الدقيق لدرجة الحرارة ، وتجنب التبادل الحراري بين العينة والبيئة ، وذلك بشكل أساسي لاختبار وتحليل السلوك الطارد للحرارة للعينة قيد الاختبار. بالإضافة إلى اختبار الهروب الحراري ، يمكن استخدام ARC بالاقتران مع مصادر التيار المستمر للتيار المستمر ومعدات الشحن / التفريغ لاختبار السعة الحرارية المحددة للبطارية وارتفاع درجة الحرارة الثابتة أثناء الشحن / التفريغ. تؤثر درجة حرارة بطارية الليثيوم بشكل كبير على سلامة البطارية. الأهم من ذلك ، أن درجة الحرارة لها تأثير كبير على الكيمياء الداخلية لبطاريات Li-ion. يمكن أن تؤدي درجة الحرارة الزائدة إلى إتلاف عمر خدمة بطاريات Li-ion ، وفي الحالات الشديدة ، يمكن أن تؤدي إلى مشاكل سلامة بطارية Li-ion.
