Badania nad niekontrolowanym rozszerzaniem się baterii litowo-jonowej z pojedynczej jednostki do modułu

Ze względu na dużą gęstość energii akumulatorów litowo-jonowych, niską stabilność termiczną materiałów dodatnich i ujemnych oraz łatwopalny elektrolit organiczny, akumulatory litowo-jonowe mogą mieć poważne problemy z bezpieczeństwem w pewnych warunkach, takich jak wysokie temperatury lub nawet zapalił się i eksplodował.Istnieje wiele przyczyn problemów z bezpieczeństwem akumulatorów litowo-jonowych, takich jak uszkodzenia mechaniczne, szkody środowiskowe, uszkodzenia elektryczne i ich własna niestabilność.Niezależnie od przyczyny problemów z bezpieczeństwem akumulatorów litowo-jonowych, wypadkom związanym z bezpieczeństwem akumulatorów litowo-jonowych towarzyszą wewnętrzne i zewnętrzne zwarcia prowadzące do gwałtownego wzrostu temperatury, a nawet pożaru i wybuchu, czyli problem niestabilności termicznej akumulatorów litowo-jonowych.

Dzięki zastosowaniu na dużą skalę akumulatorów litowo-jonowych w dziedzinie pojazdów elektrycznych imagazynowanie energii, moduły baterii stosowane w pojazdach elektrycznych są zwykle bardzo duże.Jeśli ciepło nie może zostać na czas odprowadzone na zewnątrz modułu akumulatorowego z przyczyn konstrukcyjnych lub awarii układu chłodzenia, jedno lub więcej pojedynczych ogniw wewnątrz modułu będzie gromadzić ciepło.Jeśli temperatura akumulatora w końcu osiągnie temperaturę niekontrolowanej temperatury, akumulator może wyciec lub spalić się, a nawet spowodować wybuch akumulatora.Zjawisko ucieczki na dużą skalę w całym systemie akumulatorów spowodowane ucieczką termiczną akumulatorów litowo-jonowych to ekspansja uciekiniera termicznego akumulatorów litowo-jonowych.W przypadku modułów akumulatorów litowo-jonowych o dużej pojemności i dużej mocy kwestie bezpieczeństwa są jeszcze bardziej widoczne.Ponieważ duże moduły akumulatorów litowo-jonowych mają niekontrolowaną rozszerzalność cieplną, bardzo trudno jest ugasić pożar, który często powoduje ofiary i duże straty ekonomiczne, a wpływ jest bardzo duży.

Zgodnie z wynikami badań, właściwa pojemność cieplnatrójskładnikowy akumulator litowo-jonowya stosowana bateria litowo-żelazowo-fosforanowa jest w zasadzie taka sama.W rozszerzonym teście niekontrolowanej temperatury, po tym, jak trójskładnikowy moduł akumulatora litowo-jonowego wyzwolił niekontrolowany wzrost temperatury jednego akumulatora, pozostałe akumulatory kolejno doświadczyły niekontrolowanego wzrostu temperatury i wykazywały pewną prawidłowość w rozwoju niekontrolowanego wzrostu temperatury;fosforan litowo-żelazowy Nie wystąpiło niekontrolowane rozszerzenie termiczne modułu akumulatora jonowego.Po wywołaniu niekontrolowanego wzrostu temperatury jednego akumulatora, pozostałe akumulatory nie doświadczyły następnie niekontrolowanego wzrostu temperatury.Po 3 godzinach ciągłego ogrzewania nie wystąpiła ucieczka termiczna.Trójskładnikowy akumulator litowo-jonowy zapala się i pali gwałtownie, gdy ciepło wymyka się spod kontroli, a uwalniana energia jest wyższa niż w przypadku akumulatora litowo-żelazowo-fosforanowego.