Liipaisi fosforibatterien ylikorjaustoleranssi korkean lämpötilan ympäristössä

Liitiumferrofosfaattipilvet tarjoavat etuja, kuten korkea energiatiheys, korkea turvallisuus, korkean lämpötilan kestämiskyky, matala hinta, monta kiertoa sekä pitkän eliniikken, ja ne käytetään laajasti sähköautojen ja energianvarastointiin liittyvissä aloissa. Todellisten sovellustarpeiden täyttämiseksi suuri määrä yksittäisiä soluja yhdistetään usein sarjaksi tai rinnakkain muodostaakseen akkupaketin. Kuitenkin tämä korkean energian järjestelmä voi aiheuttaa vakavamman seurauksia, kun termistikuivaaminen tapahtuu.

Ylikorjaus ja ylikuumentuminen pidetään yksi pääasiallisista tekijöistä, jotka johtavat akkun termisiin häiriintymiseen, mutta yleensä suoritetaan vain testi yksittäiselle tekijälle, ja tullaanko tulvaan tai räjähtääkö se käytetään hyväksymisen tai hylkäämisen perusteena. Todellisessa akkun termisen häiriintymisen tilanteessa se saattaa alussa olla aiheutettu yhdellä tekijällä, mutta kun termisen häiriintymisen prosessi kehittyy, se vähitellen kehittyy tilannoksi, jossa useita tekijöitä ohjataan yhdessä, mikä tekee termisen häiriintymisen seuraukset vakavammiksi. On käytännön merkitystä tutkia liitiumferrosfhaatti-liitiumioniykkujen koppausvaikutusta erilaisissa väärinkäyttötilanteissa. Ylikorjaus pidetään tärkeänä syynä akkujen tulemille. Kuluttajien akkujen varhainen ylikorjausstandardi oli 3C/4.8V. Koska kuluttajien akut käytetään yleensä yksinään ja koska akkutekniikka on edennyt, ylikorjaus aiheuttama terminen häiriintyminen on vähentynyt huomattavasti, ja nykyiset standardit ovat helpottaneet ylikorjausparametrien vaatimuksia merkittävästi. Ylikuumentumistesteissä simuloitaa usein diafragan sulaminen tai kiinteän elektrolyysin rajapinnan (SEI) elokuvan hajoamista lämpötiloilla 130°C tai 85°C.

Akkujen turvallisuusongelma on periaatteessa akkujen termisiä ominaisuuksia. D.P. Kong ja kollegat tutkivat liitiumfosfaattiliiakkujen termisiä ominaisuuksia paikallisen lämmityksen jälkeen eri sijainneissa ja havaitti, että akun pohjan lämmittäminen aiheuttaa termisen purkautumisen helpommin kuin muiden sijaintien lämmittäminen. P.J. Liu ja kollegat tutkivat kahteen väärinkäyttötapaan, ylikuumentumiseen ja ylikirjoittamiseen, vaikutuksia liitiumfosfaattiliiakkujen termiseen purkautumiseen. Tulokset osoittivat, että verrattuna ylikuumentumiseen ylikirjoittaminen aiheuttaa suuremman tulipalo-uhkan, ja akku polttaa voimakkaammin testissä. Termisen purkautumisen kanssa on myös merkittävästi liittyvä akun varastointitila (SOC). Esimerkiksi P.J. Liu ja kollegat käyttivät lämpöpultta simuloimaan naapurien väärinkäytön aiheuttamaa termistä purkautumisprosessia moduulissa ja havaitti, että 50 % SOC:n herättämä lämpötila on korkeampi kuin 100 % SOC-akkuilla. K. Wang ja kollegat tekivät ylikirjoitus-testin liitiumfosfaattiliiakkeille 0,5C:ssa ja havaitti, että akun termisen purkautumisen aiheuttamat kaasut olivat pääasiassa hiilivehi (H2), hiilimonoksidi (CO) ja hiilidioksidi (CO2) sekä erilaisia alkaaneja.

Battereiden suurten sarja- ja rinnankytkentien käyttö lisää huomattavasti ylikytkeytymisen ja ylitukenemisen riskien todennäköisyyttä, koska jos yhdellä batteriolla on ongelma, lämpötilan leviäminen voi aiheuttaa koko akkupakkauksen syttyminen ja räjähtämisen. Lisäksi syntyvä poltava kaasu sekoittuu ilmassa, mikä voi johtaa vakavampaan räjähtämiseen.

Todellisten käyttötapauksien turvallisuuden parantamiseksi on välttämätöntä vahvistaa akkujen sietokykyä useita väärinkäytöksiä kohtaan, mikä on muuttumassa keskeiseksi painopisteeksi akateemisessa ja teollisuudessa.

Lisäksi akun käytettäessä sen lataamista tulisi välttää kokonaan tyhjäksi jäämisen jälkeen, mikä helposti aiheuttaa akulle peruuttamattoman vahingon.

Kun liitium-fosfaattiakku on täysin ladattu, lataus tulisi keskeyttää välittömästi, muuten akku ylikytkeytyy, mikä lyhentää sen elinikää tai voi johtaa vaarallisiin tilanteisiin, kuten lyhytsykkäisiin.

Erän käyttö korkeassa lämpötilassa vaikuttaa myös sen suorituskykyyn.

Vakion virran latausmenetelmä tarkoittaa virstan koon valvontaa niin, että akku vapauttaa energiota vakiona vauhdilla. Se sopii litoium-fosfaattien nopeaan lataukseen.