A litium-zselén foszfát-akku túlterhelési toleranciája magas hőmérsékletű környezetben

A lithiem férró foszfát-akkumulátorok nagy energia-sűrűség, magas biztonság, hőségtámogatás, alacsony költség, sok ciklus és hosszú élettartalom előnyeivel rendelkeznek, és széleskörűen használnak az elektromos járművek és az energiatárolás területén. Annak érdekében, hogy megfeleljenek a valós alkalmazási igényeknek, általánosan egy nagyszámú egyesített cellát sorosan vagy párhuzamosan kapcsolnak össze, hogy egy akkumulátor-csomagot alkossanak. Azonban ez a magas-energiás rendszer komolyabb következményekkel járhat, ha megtörténik a hőfugás.

A túlzott töltés és a túlmelegedés gyakran az egyik fő tényezőként szerepel a akkumulátor hőfuggetlenség bemenetének okainak között, de általában csak egyetlen tényező tesztelése történik, és annak alapján döntünk el, hogy tűz alakul-e ki vagy robban-e. A valós életbeli akkumulátoros hőfuggetlenség forgatókönyvben előfordulhat, hogy a korai szakaszban egyetlen tényező vezérli a folyamatot, de ahogy a hőfuggetlenség folyamata fejlődik, lassan áttér egy olyan helyzetbe, amelyben több tényező összekapcsolódik, ami súlyosabb következményekkel jár. Praktikus jelentőséggel bír a különféle rosszhasználati feltételek közötti összekapcsolódás vizsgálata a litium-vas-foszfát-litium-ion akkumulátorok esetében. A túlzott töltés fontos oknak számít az akkumulátor tűzének kezdeteiben. A fogyasztói akkumulátorok korai túltöltési szabványai 3C/4,8V voltak. Mivel a fogyasztói akkumulátorok általában egyedül használják, és a technológia fejlődése miatt a túlzott töltésből eredő hőfuggetlenség jelentősen csökkent, az aktuális szabványok jelentősen enyhítették a túltöltési paramétereket. A túlmelegedési tesztek általában a párnászó vagy a szilícium elektrolit felület (SEI) film bontódásának szimulálását tartalmazzák 130°C vagy 85°C hőmérsékleten.

A akkumulátorok biztonsági problémája lényegében a szilárd testű akkumulátorok hőmérsékleti jellemzőivel kapcsolatos. D.P. Kong stb. tanulmányozta a lítiummal fémes foszfát-lítium-iójús akkumulátorok hőmérsékleti jellemzőit különböző helyeken történő helyi melegítés után, és arra jutottak, hogy az akkumulátor aljának melegítése inkább okoz hőszivászatot, mint más helyek melegítése. P.J. Liu stb. vizsgálta két rosszhasználati módszer hatását, a túlmelegedést és a túlterhelést a lítiummal fémes foszfát-lítium-iójús akkumulátorok hőszivászatára. Az eredmények szerint összehasonlítva a túlmelegedéssel, a túlterhelés tűz kialakulásából való kockázata magasabb, és a teszt során az akkumulátor erősebben ég. A hőszivászat szignifikánsan kapcsolódik az akkumulátor töltött állapotához (SOC). Például, P.J. Liu stb. egy melegítőlapot használták a modulban található szomszédos akkumulátorok rosszhasználatától indított hőszivászati folyamat szimulálására, és azt találták meg, hogy a 50% SOC-es kiindítási hőmérséklet magasabb, mint a 100% SOC-es akkumulátoroké. K. Wang stb. túltöltési tesztet végeztek lítiummal fémes foszfát-lítium-iójús akkumulátorokon 0,5C-nál, és felvették, hogy az akkumulátor hőszivászatánál kibocsátott gázok főként hidrogén (H2), monoxid szén (CO) és szén-dioxid (CO2), valamint különféle alkánok voltak.

A tömeges soros és párhuzamos kapcsolás nagyjából növeli a túlterhelés és a túlmerülés kockázatát, mivel ha egy akkumulátor problémát okoz, a hőterjedés tűzre és robbanásra vezethet egész akkumulátorcsomagban. Nemcsak ez, hanem az általányszervő gaz megkeveredik az levegővel, ami ennél is súlyosabb robbanást okozhat.

Az akkumulátorok biztonságának javítása a valódi alkalmazási helyzetekben erősíteni kell az akkumulátor toleranciáját a többszörös értelmezések ellen, amely egyre inkább a tudományos és ipari figyelmet vonzza magához.

Emellett az akkumulátor használatakor el kell kerülni teljesen kiürülte után a töltést, ami könnyen okozhat visszafordíthatatlan kárkat az akkumulátoron.

Amikor a litium-ferrum-foszfát-akkumulátor teljesen feltöltött, azonnal le kell állítani a töltést, mivel különben túltöltéshez vezethet, ami rövidítheti az akkumulátor élettartamát vagy akár veszélyes helyzeteket okozhat, mint például a rövidzáródások.

A batteriának a magas hőmérsékletű környezetben való használata is hatással lesz a teljesítményére.

A konstans áramos felerősítési módszer azt jelenti, hogy az felerősítési áram méretét ellenőrizzük úgy, hogy a batteria konstans sebességgel adja fel az energiát. Alkalmazható a litium-fémbhéna batteryák gyors felerősítésére.