EN
Snelle koppelingen
Lithiumijzerfosfaatbatterijen hebben voordelen zoals een hoge energiedichtheid, hoge veiligheid, hoge temperatuurweerstand, lage kosten, veel cycli en een lange levensduur, en worden breed toegepast in de sectoren elektrische voertuigen en energieopslag. Om de praktische toepassingsbehoeften te voldoen, worden meestal een groot aantal celletjes in serie of parallel verbonden om een batterijpack te vormen. Dit hoog-energiesysteem kan echter ernstiger gevolgen hebben wanneer er thermische wegloop optreedt.
Overbelasting en oververhitting worden beschouwd als een van de belangrijkste factoren die leiden tot thermische uitbarsting van batterijen, maar meestal wordt alleen een test op één factor uitgevoerd, en of het in brand vliegt of explodeert, wordt gebruikt als criterium voor slagen of zakken. In het echte scenario van thermische uitbarsting van batterijen kan het in een vroeg stadium worden veroorzaakt door een enkele factor, maar naarmate het proces van thermische uitbarsting zich ontwikkelt, evolueert het geleidelijk naar een situatie waarin meerdere factoren gekoppeld en gedreven worden, waardoor de gevolgen van thermische uitbarsting ernstiger worden. Het onderzoeken van de koppelings-effecten van lithium-ijzerfosfaat lithium-ion batterijen onder verschillende misbruikstoestanden heeft praktische betekenis. Overbelasting wordt beschouwd als een belangrijke oorzaak van batterijbranden. De vroege overbelastingsnorm voor consumentenbatterijen was 3C/4.8V. Aangezien consumentenbatterijen vaak alleen worden gebruikt en met de voortgang van batterijtechnologieën is thermische uitbarsting door overbelasting aanzienlijk verminderd, zijn de huidige normen aanzienlijk verder gegaan in het versoepelen van de parametervereisten voor overbelasting. Oververhittings-tests simuleren doorgaans het smelten van de scheidingswand of de afbraak van de vast elektrolytinterface (SEI)-laag bij een temperatuur van 130°C of 85°C.
Het veiligheidsprobleem van batterijen komt voornamelijk neer op de thermische kenmerken van batterijen. D.P. Kong et al. onderzochten de thermische kenmerken van lithium-ijzerfosfaat lithium-ion batterijen na lokaal verwarmen op verschillende posities en ontdekten dat het verwarmen van de onderkant van de batterij vaker tot thermische uitkomst leidt dan het verwarmen van andere posities. P.J. Liu et al. onderzochten de effecten van twee misbruikmethodes, oververhitting en overdreven opladen, op de thermische uitkomst van lithium-ijzerfosfaat lithium-ion batterijen. De resultaten toonden aan dat vergeleken met oververhitting, het vuurrisico door overdreven opladen hoger is, en dat de batterij heftiger brandt tijdens de test. Thermische uitkomst is ook aanzienlijk gerelateerd aan de staat van oplading (SOC) van de batterij. Bijvoorbeeld, P.J. Liu et al. gebruikten een verwarmingsplaat om het proces van thermische uitkomst te simuleren dat wordt veroorzaakt door het misbruik van naburige batterijen in het module en ontdekten dat de trigger temperatuur bij 50% SOC hoger is dan bij batterijen met 100% SOC. K. Wang et al. voerden een overbelastingstest uit op lithium-ijzerfosfaat lithium-ion batterijen bij 0.5C en vastgesteld dat de gassen die werden uitgescheiden tijdens de thermische uitkomst van de batterij voornamelijk waterstof (H2), koolmonoxide (CO) en koolstofdioxide (CO2) waren, evenals verschillende alkane.
De grote reeksen en parallelle aansluiting van batterijen verhoogt de kans op risico's van overladen en overontlading aanzienlijk, omdat als er een probleem is met een batterij, de hitteverspreiding het gehele batterypakket in brand of tot ontploffing kan doen komen. Niet alleen dat, maar de door de batterij voortgebrachte brandstofgassen, wanneer deze zich mengen met lucht, kunnen ook een ernstigere explosie veroorzaken.
Om de veiligheid van batterijen in praktische toepassingsc scenario's te verbeteren, is het noodzakelijk om de tolerantie van de batterij tegenover meerdere vormen van misbruik te versterken, wat steeds meer de aandacht trekt van zowel academici als industrie.
Daarnaast moet bij het gebruik van de batterij worden voorkomen dat deze wordt opgeladen nadat ze volledig leeg zijn, wat gemakkelijk irreparabele schade aan de batterij kan toevoegen.
Wanneer een lithium-ijzer-fosfaatbatterij volledig geladen is, dient het opladen onmiddellijk te stoppen, anders zal de batterij overbelast raken, waardoor de levensduur van de batterij verkort wordt of zelfs gevaarlijke situaties zoals kortsluitingen optreden.
Het gebruik van de batterij in een hoge temperatuuromgeving beïnvloedt ook zijn prestaties.
De methode van constante stroom ontlading verwijst naar het beheersen van de grootte van de ontladingsstroom zodat de batterij energie constant vrijgeeft. Dit is geschikt voor de snelle ontlading van lithium-ijzerfosfaatbatterijen.
