Mikä on lämpösuojaus?
Lämpösuojaus on tapa, jolla litiumioni{0}}kenno estää itseään syttymästä tuleen. Jokaisessa koskaan käyttämässäsi 18650:ssä on useita turvalaitteita ahdettuina pieneen yläkorkkiin-PTC, CID, tuuletuslevy, toimii. Ne ovat olemassa, koska litium-ionikemia varastoi tonnin energiaa pieneen tilaan, ja tämä energia löytää tien ulos, jos jokin menee pieleen sisäisesti.
Olen ollut tällä alalla tarpeeksi kauan muistaakseni, kun "lämpökarkaistu" ei ollut kotitaloustermi. Sitten tuli Dellin kannettavan tietokoneen takaisinkutsu vuonna 2006. Sony veti miljoonia soluja. Yhtäkkiä kaikki halusivat tietää, mitä tapahtuu, kun litium-ionikenno epäonnistuu, ja mikä tärkeintä, kuinka se voidaan pysäyttää.
Thermal Runaway vs. ylikuumeneminen
Ihmiset sekoittavat näitä koko ajan. Ylikuumeneminen tarkoittaa, kun kenno kuumenee ulkoisista syistä,-jätät sen kuumaan autoon, laturissa on vikaa tai mistä tahansa. Poista lämmönlähde ja kenno jäähtyy. Ongelma ratkaistu.
Thermal Runway on aivan erilainen peto. Jokin epäonnistuu kennon sisällä-ehkä erotin puhjenee, ehkä valmistusvika aiheuttaa pehmeän oikosulun-ja kenno alkaa tuottaa omaa lämpöään. Tämä lämpö nopeuttaa kemiallista hajoamista, mikä tuottaa enemmän lämpöä, mikä nopeuttaa hajoamista entisestään. Se on palautesilmukka. Kun huomaat, on jo liian myöhäistä lopettaa.
Kenno päätyy purkamaan kuumaa kaasua ja liekkejä, joskus rajusti. Akussa yksi pakeneva solu voi keittää naapurit ja käynnistää ketjureaktion. Tästä syystä lämpösuoja on olemassa.
Suojauspino
Avaa sylinterimäinen kenno ja katso yläkansi. Sieltä löytyy useita laitteita, joista jokainen on suunniteltu havaitsemaan ongelmia eri vaiheissa.
PTC
PTC (positiivinen lämpötilakerroin) -laite on ensimmäinen valikoimasi. Se on pohjimmiltaan polymeerikiekko, joka on täynnä johtavia hiukkasia. Normaalit lämpötilat, pieni vastus, virta kulkee hyvin. Nosta se yli 80 astetta ja polymeeri turpoaa, hiukkaset erottuvat, vastus menee katon läpi. Virta laskee lähes olemattomaksi.
Pidän PTC:stä, että ne nollataan. Jäähdytä kenno, se toimii taas. Soveltuu ulkoisten shortsien kiinnitykseen, jotka selviävät nopeasti.
En pidä siitä, kuinka he käyttäytyvät sarjassa. Opimme tämän kovalla tavalla pakkaustestauksen aikana muutama vuosi sitten. Yhden solun PTC laukaisi, mutta 48 V:n merkkijonon takana jännite vain kaarsi poikki. Suojaus, joka toimii hyvin solutasolla, ei aina skaalaudu pakkaustasolle.
Erottimen sammutus
Erotin on ohut kalvo, joka pitää elektrodit erillään ja päästää litiumioneja läpi. Sulkuerottimessa materiaali pehmenee noin 130 astetta ja huokoset sulkeutuvat. Ei ionikuljetusta, ei sähkökemiallista reaktiota, ei virtaa.
Monikerroksiset mallit-PE-sisäkerros, PP-ulkokerros-antavat sinulle ylimääräisen marginaalin. PE sulkee ionivirran, kun taas PP pitää kaiken mekaanisesti erillään hieman kauemmin. Osti meille ehkä 10-15 ylimääräistä sekuntia väärinkäyttötestauksessa ennen kuin sisäiset shortsit kehittyivät.
Yksi asia on muistettava: erottimet eivät palaa. Jos solu kuumenee tarpeeksi käynnistääkseen sammutuksen, se on valmis. Vaihda se.
CID
Nykyinen keskeytyslaite reagoi paineeseen, ei lämpötilaan. Kun asiat alkavat hajota sisällä, ne kehittävät kaasua. CID on kaksi ohutta piste{2}}hitsattua levyä, jotka pomppaavat toisistaan, kun sisäinen paine nousee tarpeeksi korkeaksi-jossain 1 MPa rakenteesta riippuen.
Tämä on pysyvä katkaisu. Kun kenno tuottaa niin paljon kaasua, se on jo vahingoittunut käyttökelvottomaksi. Haluat sen pois piiristä.
Tuuletus
Viimeinen keino. Jos paine kasvaa jatkuvasti CID-aktivoinnin jälkeen, ilmauslevy repeää ja päästää kaasut poistumaan. Ulos tulevat tavarat ovat syttyviä ja myrkyllisiä, mutta hallittu tuuletus voittaa hallitsemattoman repeämisen. Olemme kaikki nähneet videoita soluista, jotka räjähtävät kuin sähinkäiset,{3}}näin tapahtuu ilman kunnollista tuuletusta.
BMS-kerros
Solutason -suojaus käsittelee nopeita virheitä. Akunhallintajärjestelmä hoitaa kaiken muun-seuraa akkujen lämpötiloja, hillitsee latausnopeuksia laitteiden lämmetessä ja irrottaa kontaktorit, jos anturin lukemat menevät alueen ulkopuolelle.
Nämä kaksi järjestelmää täydentävät toisiaan. BMS havaitsee hitaasti{1}}kehittyvät ongelmat, jotka hyvä lämmönhallinta voi estää. Solu-tason laitteet havaitsevat nopeat sisäiset viat, joita pintaanturit eivät pysty havaitsemaan ajoissa.
Kemia tekee eron
Kaikki litium{0}}ionit eivät ole yhtäläisiä lämpöstabiilisuuden suhteen. Koboltti-pohjaiset kemiasi-LCO, NMC- sisältävät suuren energiatiheyden, mutta ne ovat lämpöherkkiä. Koboltti-happisidos hajoaa korkeissa lämpötiloissa ja vapauttaa happea, joka ruokkii reaktiota.
LFP on anteeksiantavampi. Rauta-fosfaattirakenne pysyy paremmin koossa lämpörasituksessa. Sinulla on enemmän tilaa normaalin toiminnan ja vaara-alueen välillä. Samat suojalaitteet, mutta ne eivät toimi niin lähellä reunaa.
Tämä on suuri osa sitä, miksi LFP on ottanut haltuunsa materiaalinkäsittelyn. Haarukkatrukit elävät kovaa elämää-nopea lataus, lämpötilavaihtelut, satunnainen väärinkäyttö. Haluat kemian, joka kestää sen. Kaikki Polinovel Packit on rakennettu LFP-kennoilla juuri tästä syystä.
