리튬 철 인산염 배터리는 높은 에너지 밀도, 높은 안전성, 고온 저항, 낮은 비용, 많은 사이클 수, 긴 수명 등의 장점이 있어 전기 자동차와 에너지 저장 분야에 널리 사용되고 있습니다. 실제 응용 요구를 충족하기 위해 일반적으로 많은 단일 셀들이 직렬이나 병렬로 연결되어 배터리 팩을 형성합니다. 그러나 이 고에너지 시스템에서 열적 폭주가 발생하면 더 심각한 결과를 초래할 가능성이 있습니다.
과충전과 과열은 배터리 열失控의 주요 원인으로 간주되지만, 일반적으로 단일 요인 테스트만 수행되고, 화재나 폭발 여부가 통과 또는 실패의 기준으로 사용됩니다. 실제 배터리 열失控 상황에서는 초기 단계에서 단일 요인이 작동할 수 있지만, 열失控 과정이 진행됨에 따라 점차 여러 요소들이 결합하고 촉진되어 열失控의 결과가 더 심각해질 수 있습니다. 다양한 오용 조건 하에서 인산철리튬 이온 배터리의 결합 효과를 연구하는 것은 실질적인 의의가 있습니다. 과충전은 배터리 화재의 중요한 원인으로 간주됩니다. 소비자용 배터리의 초기 과충전 표준은 3C/4.8V였습니다. 소비자용 배터리는 일반적으로 단독으로 사용되며, 배터리 기술의 발전으로 인해 과충전으로 인한 열失控은 크게 줄어들었고, 현재의 표준은 과충전에 대한 매개변수 요구 사항을 크게 완화했습니다. 과열 테스트는 일반적으로 130°C 또는 85°C에서 다이아프램의 융해나 고체 전해질 인터페이스(SEI) 막의 분해를 시뮬레이션합니다.
배터리의 안전 문제는 본질적으로 배터리의 열 특성에 있습니다. D.P. Kong 등은 배터리의 다른 위치에서 국부적 가열 후 리튬 철 인산염 리튬 이온 배터리의 열 특성을 연구하고, 배터리 하단을 가열하는 것이 다른 위치를 가열하는 것보다 열 폭주를 일으킬 가능성이 더 크다는 것을 발견했습니다. P.J. Liu 등은 과열과 과충전이라는 두 가지 오용 방법이 리튬 철 인산염 리튬 이온 배터리의 열 폭주에 미치는 영향을 연구했습니다. 결과는 과열에 비해 과충전으로 인한 화재의 위험이 더 높으며, 테스트 중 배터리가 더 격렬하게 타오르는 것을 보여주었습니다. 열 폭주는 또한 배터리의 충전 상태(SOC)와 밀접하게 관련이 있습니다. 예를 들어, P.J. Liu 등은 가열 판을 사용하여 모듈 내 인접한 배터리의 오용으로 인해 유발된 열 폭주 과정을 시뮬레이션했고, 50% SOC의 유발 온도가 100% SOC 배터리보다 더 높다는 것을 발견했습니다. K. Wang 등은 0.5C에서 리튬 철 인산염 리튬 이온 배터리를 과충전 테스트했으며, 배터리 열 폭주로 방출된 기체가 주로 수소(H2), 일산화탄소(CO) 및 이산화탄소(CO2) 그리고 다양한 알케인으로 구성되어 있음을 포착했습니다.
배터리의 대규모 직렬 및 병렬 연결은 배터리에 문제가 발생하면 열 확산으로 인해 전체 배터리 팩이 발화하거나 폭발할 가능성이 크게 증가하게 되며, 이는 과충전과 과방전 위험을 크게 증가시킵니다. 또한 생성된 가연성 기체가 공기와 섞여 더욱 심각한 폭발을 일으킬 수도 있습니다.
실제 적용 시나리오에서 배터리의 안전성을 향상시키기 위해 다중 남용에 대한 배터리의 내성을 강화하는 것이 필요하며, 이는 학계와 산업계의 주요 관심사가 되고 있습니다.
또한 배터리를 사용할 때 완전 방전 후 충전하는 것은 배터리에 복구하기 어려운 손상을 줄 수 있으므로 피해야 합니다.
인산철리튬 배터리가 완전히 충전되면 즉시 충전을 중단해야 합니다. 그렇지 않으면 배터리가 과충전되어 수명이 단축되거나 단路过전과 같은 위험한 상황이 발생할 수 있습니다.
고온 환경에서 배터리를 사용하면 성능에도 영향을 미칩니다.
상수 전류 방전 방식이란 방전 전류의 크기를 제어하여 배터리가 일정한 속도로 에너지를 방출하게 하는 것을 말합니다. 이는 리튬 철 인산염 배터리의 급속 방전에 적합합니다.
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