Liivafosfaatbatterite ülelaadimise tõrimehe kõrgtemperatuuri keskkonnas

Lihav ferosfosfaatbatteridel on eelised, nagu kõrge energitihedus, kõrge turvalisus, tulekahju vastupidavus, madal hind, mitmed tsüklid ja pikk eluiga, ning neid kasutatakse ulatuslikult elektriautodes ja energiasaades. Tegemaks ettevõtmise vajadustele vastavalt ühendatakse tavaliselt suure arvu üksikcelli seriale või paralleelselt, moodustades nii akupaki. Kuid see kõrge-energia süsteem võib tekkida veelgi tõsisemaid tagajärgi, kui toimub termitoorang.

Ülelaadimine ja ülekuumamine peetakse üheks peamisteks teguriteks, mis viivad akutermiliseks põgenemiseni, kuid tavaliselt tehakse ainult ühe teguri test ja kas see põleb või plahvatab, kasutatakse kui läbimise või ebaeduka kriteerium. Tegelikus akutermiliseks põgenemise stsenaariumis võib selle protsessi alguses juhtida üks tegur, kuid kuna termiliseks põgenemise protsess areneb, hakkab see vähem-vähem evolueeruma mitmete tegurite kokkupuute ja juhtimise olukorda, mis teeb termiliseks põgenemise tagajärjed tõsisemaks. On praktilist tähtsust uurida liitfosfaatlitsiumi-litsiumioniakeid erinevates kuritarvitamise tingimustes. Ülelaadimine peetakse oluliseks põhjusteks akude põlemiseks. Kulusoome akude varasem ülelaadimisstandard oli 3C/4.8V. Kulusoome akud kasutatakse tavaliselt üksi ja litsiumtehnoloogia edenemise tõttu on ülelaadimise põhjendatud termiliseks põgenemine oluliselt vähendunud ning praegused standardid on oluliselt vabandanud ülelaadimise parameetrite nõuetekohaseid nõudeid. Ülekuumamisteestid simuleerivad tavaliselt diafragma sulatamist või kiilastatud elektroliidi liidesefilmi (SEI) hajumist temperatuuril 130°C või 85°C.

Akuturu ohutusprobleem on põhiliselt akude termilised omadused. D.P. Kong ja teised uurisid liitiumfosfaatliitiumakude termilisi omadusi erinevates asukohtades kohaliku soojenduse järele ning avastasid, et aku ala soojendamine võib põhjustada termiliseks vabakujuks suurema tõenäosusega kui muud asukohad. P.J. Liu ja teised uurisid kahe kuritarvitamismeetodi, ületervumise ja ülelaadimise, mõju liitiumfosfaatliitiumakude termilisele vabakujuks. Tulemused näitasid, et võrreldes ületervumisega, on ülelaadimise tõttu puhangute oht suurem ning testides põles aku viirameelisemalt. Termiline vabakuju on oluliselt seotud aku laetava staatusega (SOC). Näiteks kasutas P.J. Liu ja teised soojustustahvlit, et simuleerida naaberakude kuritarvitamise poolt põhjustatud termilise vabakuju protsessi moodulis ning avastasid, et 50% SOC triggeritav temperatuur on kõrgem kui 100% SOC aku puhul. K. Wang ja teised tehakse liitiumfosfaatliitiumakude ülelaadimistest 0,5C korral ning tuvastati, et akude termilise vabakuju ajal väljaheitavad gaased olid peamiselt vesinik (H2), süsinikmonoksiid (CO) ja süsivesinik (CO2), samuti mitmesugused alkaanid.

Suurte hulgate pargide ja paralleelsete ühenduste kasutamine suurendab oluliselt ülearvutamise ja üleladamise riski, kuna kui üks pargist probleem tekib, võib külmuse levik põhjustada tervenud pargipaki kuumunemist, põlemist ja isegi eksploosiooni. Mitte ainult see, vaid ka loodud põletav gaas, mis seguneb õhus, võib põhjustada veel tõsisemaid eksploosioone.

Praktiliste rakendustes on vajalik parandada pargi tervislikku käitumist erinevates ohtlikutes olukordades, mis muutub akadeemilise ja tööstuslike uurimiste fookuspunktiks.

Lisaks peaks pargi kasutamisel vältima täieliku laetuse puudumise juhtumisi, sest see võib põhjustada pargile pööratamatuid kahju.

Fosfaatlitsiumpargi täielikul laadimisel tuleb laadimist kohe peatada, muidu võib see pargi ülearvutamiseks viia, mis lühendab pargi eluiga või võib isegi põhjustada ohtlikke olukordi nagu lühikatkete tekkimine.

Akku kasutamine kõrge temperatuuri keskkonnas mõjutab ka selle jõudlust.

Püsivooli vabastamismeetod tähendab vabastamisvoolu suuruse kontrollimist nii, et akkumulator vabastab energiat püsivalt kiirust. See sobib liit-raku fosfaatbate kiirvabastamiseks.