ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററി തെർമൽ റൺവേയും മെറ്റീരിയൽ വിശകലനവും

ഇന്ന്, വിവിധ കാർ കമ്പനികൾ പവർ ബാറ്ററികളിൽ വലിയ തോതിൽ ലിഥിയം ബാറ്ററികൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത വർദ്ധിച്ചുവരികയാണ്, പക്ഷേ ആളുകൾ ഇപ്പോഴും പവർ ബാറ്ററികളുടെ സുരക്ഷയാൽ നിറമുള്ളവരാണ്, മാത്രമല്ല ഇത് സുരക്ഷയ്ക്ക് നല്ല പരിഹാരമല്ല. ബാറ്ററികൾ.പവർ ബാറ്ററി സുരക്ഷയുടെ പ്രധാന ഗവേഷണ വസ്തുവാണ് തെർമൽ റൺവേ, അതിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കേണ്ടതാണ്.

ഒന്നാമതായി, തെർമൽ റൺവേ എന്താണെന്ന് നമുക്ക് മനസ്സിലാക്കാം.തെർമൽ റൺഅവേ എന്നത് വിവിധ ട്രിഗറുകൾ മൂലമുണ്ടാകുന്ന ഒരു ചെയിൻ റിയാക്ഷൻ പ്രതിഭാസമാണ്, ഇത് കുറഞ്ഞ സമയത്തിനുള്ളിൽ ബാറ്ററി പുറന്തള്ളുന്ന വലിയ അളവിലുള്ള താപവും ദോഷകരമായ വാതകങ്ങളും ഉണ്ടാക്കുന്നു, ഇത് ഗുരുതരമായ സന്ദർഭങ്ങളിൽ ബാറ്ററിക്ക് തീ പിടിക്കാനും പൊട്ടിത്തെറിക്കാനും ഇടയാക്കും.ഓവർ ഹീറ്റിംഗ്, ഓവർ ചാർജ്ജിംഗ്, ഇൻ്റേണൽ ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട്, കൂട്ടിയിടി തുടങ്ങിയ തെർമൽ റൺവേ ഉണ്ടാകുന്നതിന് നിരവധി കാരണങ്ങളുണ്ട്. ഡയഫ്രത്തിൻ്റെ ഫലമായി നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡും ഇലക്ട്രോലൈറ്റും ഉണ്ടാകുന്നു, തുടർന്ന് പോസിറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡിൻ്റെയും ഇലക്ട്രോലൈറ്റിൻ്റെയും വിഘടനം സംഭവിക്കുന്നു, അങ്ങനെ വലിയ തോതിലുള്ള ആന്തരിക ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ടിന് കാരണമാവുകയും ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് കത്തിക്കുകയും അത് മറ്റ് കോശങ്ങളിലേക്ക് വ്യാപിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഗുരുതരമായ തെർമൽ റൺവേയും മുഴുവൻ ബാറ്ററി പാക്കും സ്വതസിദ്ധമായ ജ്വലനം സൃഷ്ടിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു.

തെർമൽ റൺവേയുടെ കാരണങ്ങൾ ആന്തരികവും ബാഹ്യവുമായ കാരണങ്ങളായി തിരിക്കാം.ആന്തരിക കാരണങ്ങൾ പലപ്പോഴും ആന്തരിക ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ടുകളാണ്;ബാഹ്യ കാരണങ്ങൾ മെക്കാനിക്കൽ ദുരുപയോഗം, വൈദ്യുത ദുരുപയോഗം, താപ ദുരുപയോഗം മുതലായവയാണ്.

ബാറ്ററിയുടെ പോസിറ്റീവ്, നെഗറ്റീവ് ടെർമിനലുകൾ തമ്മിലുള്ള നേരിട്ടുള്ള സമ്പർക്കമായ ഒരു ആന്തരിക ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട്, കോൺടാക്റ്റിൻ്റെ അളവിലും തുടർന്നുള്ള പ്രതികരണത്തിലും വളരെയധികം വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.സാധാരണയായി മെക്കാനിക്കൽ, തെർമൽ ദുരുപയോഗം മൂലമുണ്ടാകുന്ന ഒരു വലിയ ആന്തരിക ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് താപ റൺവേയെ നേരിട്ട് ട്രിഗർ ചെയ്യും.നേരെമറിച്ച്, സ്വന്തമായി വികസിക്കുന്ന ആന്തരിക ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ടുകൾ താരതമ്യേന ചെറുതാണ്, അത് സൃഷ്ടിക്കുന്ന താപം വളരെ ചെറുതാണ്, അത് പെട്ടെന്ന് താപ റൺവേ ട്രിഗർ ചെയ്യുന്നില്ല.ആന്തരിക സ്വയം-വികസനത്തിൽ സാധാരണയായി ഉൽപ്പാദന വൈകല്യങ്ങൾ ഉൾപ്പെടുന്നു, ബാറ്ററി വാർദ്ധക്യം മൂലമുണ്ടാകുന്ന വിവിധ ഗുണങ്ങളുടെ അപചയം, വർദ്ധിച്ച ആന്തരിക പ്രതിരോധം, ദീർഘകാല നേരിയ ദുരുപയോഗം മൂലമുണ്ടാകുന്ന ലിഥിയം ലോഹ നിക്ഷേപം മുതലായവ. ആന്തരിക കാരണങ്ങൾ ക്രമേണ വർദ്ധിക്കും.

മെക്കാനിക്കൽ ദുരുപയോഗം, ബാഹ്യശക്തിയുടെ പ്രവർത്തനത്തിൽ ലിഥിയം ബാറ്ററി മോണോമറിൻ്റെയും ബാറ്ററി പാക്കിൻ്റെയും രൂപഭേദം, അതിൻ്റെ വിവിധ ഭാഗങ്ങളുടെ ആപേക്ഷിക സ്ഥാനചലനം എന്നിവയെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു.വൈദ്യുത സെല്ലിനെതിരായ പ്രധാന രൂപങ്ങളിൽ കൂട്ടിയിടി, പുറംതള്ളൽ, പഞ്ചർ എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു.ഉദാഹരണത്തിന്, അതിവേഗത്തിൽ വാഹനം സ്പർശിച്ച ഒരു വിദേശ വസ്തു ബാറ്ററിയുടെ ആന്തരിക ഡയഫ്രം തകരുന്നതിലേക്ക് നേരിട്ട് നയിച്ചു, ഇത് ബാറ്ററിയ്ക്കുള്ളിൽ ഒരു ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ടിന് കാരണമാവുകയും ചുരുങ്ങിയ സമയത്തിനുള്ളിൽ സ്വതസിദ്ധമായ ജ്വലനത്തിന് കാരണമാവുകയും ചെയ്തു.

ലിഥിയം ബാറ്ററികളുടെ വൈദ്യുത ദുരുപയോഗം സാധാരണയായി ബാഹ്യ ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട്, ഓവർചാർജ്, ഓവർ ഡിസ്ചാർജ് നിരവധി രൂപങ്ങൾ എന്നിവ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു, ഇത് ഓവർചാർജ് ചെയ്യാനുള്ള തെർമൽ റൺവേ ആയി വികസിക്കാൻ സാധ്യതയുണ്ട്.സെല്ലിന് പുറത്ത് ഡിഫറൻഷ്യൽ മർദ്ദമുള്ള രണ്ട് കണ്ടക്ടറുകൾ ബന്ധിപ്പിക്കുമ്പോൾ ബാഹ്യ ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് സംഭവിക്കുന്നു.വാഹനങ്ങളുടെ കൂട്ടിയിടികൾ, വെള്ളത്തിൽ മുങ്ങൽ, കണ്ടക്ടർ മലിനീകരണം അല്ലെങ്കിൽ അറ്റകുറ്റപ്പണികൾക്കിടയിലുള്ള വൈദ്യുതാഘാതം എന്നിവ മൂലമുണ്ടാകുന്ന രൂപഭേദം മൂലമാണ് ബാറ്ററി പാക്കുകളിലെ ബാഹ്യ ഷോർട്ട്‌സ് ഉണ്ടാകുന്നത്.സാധാരണഗതിയിൽ, ബാഹ്യ ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ടിൽ നിന്ന് പുറത്തുവരുന്ന ചൂട് ഒരു പഞ്ചറിന് വിപരീതമായി ബാറ്ററിയെ ചൂടാക്കില്ല.ഒരു ബാഹ്യ ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ടും തെർമൽ റൺവേയും തമ്മിലുള്ള പ്രധാന ബന്ധം അമിതമായി ചൂടാകുന്ന ഘട്ടത്തിൽ എത്തുന്ന താപനിലയാണ്.ബാഹ്യ ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് സൃഷ്ടിക്കുന്ന താപം നന്നായി പുറന്തള്ളാൻ കഴിയാതെ വരുമ്പോഴാണ് ബാറ്ററി താപനില ഉയരുന്നതും ഉയർന്ന താപനില തെർമൽ റൺവേയെ പ്രേരിപ്പിക്കുന്നതും.അതിനാൽ, ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് കറൻ്റ് വെട്ടിക്കുറയ്ക്കുകയോ അധിക താപം വിനിയോഗിക്കുകയോ ചെയ്യുന്നത് ബാഹ്യ ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ടിനെ കൂടുതൽ നാശമുണ്ടാക്കുന്നതിൽ നിന്ന് തടയുന്നതിനുള്ള മാർഗങ്ങളാണ്.ഊർജ്ജം നിറഞ്ഞതിനാൽ അമിത ചാർജിംഗ്, വൈദ്യുത ദുരുപയോഗത്തിൻ്റെ ഏറ്റവും ഉയർന്ന അപകടങ്ങളിലൊന്നാണ്.താപത്തിൻ്റെയും വാതകത്തിൻ്റെയും ഉൽപ്പാദനം അമിത ചാർജ്ജിംഗ് പ്രക്രിയയുടെ രണ്ട് പൊതു സവിശേഷതകളാണ്.ഓമിക് ഹീറ്റ്, സൈഡ് റിയാക്ഷൻ എന്നിവയിൽ നിന്നാണ് താപ ഉൽപ്പാദനം ഉണ്ടാകുന്നത്.ആദ്യം, ലിഥിയം ഡെൻഡ്രൈറ്റുകൾ അമിതമായ ലിഥിയം ഉൾച്ചേർക്കൽ കാരണം ആനോഡ് ഉപരിതലത്തിൽ വളരുന്നു.