Kolmekomponentsete liitiumpatareide ja LiFePO4 akude isolatsioonimaterjalid: ohutus

Liitiumraudfosfaat (LiFePO4) ja kolmekomponentsed liitiumakud on kaks kõige sagedamini kasutatavat akutüüpi uute energiasõidukite tööstuses. Need akud kasutavad tuleisolatsiooni ja soojuskaitse parandamiseks erinevaid materjalilahendusi. 

Termiline põgenemisrisk:

Kolmekomponentsed liitiumakud: oma keemilise koostise ja suurema energiatiheduse tõttu kujutavad kolmekomponentsed liitiumakud suuremat ohtu termiliselt põgeneda ebatavalistes tingimustes, nagu ülelaadimine, ülelaadimine või kõrge temperatuur. See võib kaasa tuua kõrgendatud tulekahjuohu.

LiFePO4 akud: LiFePO4 akud on suhteliselt ohutumad, taluvad tugevalt kõrgeid temperatuure, ülelaadimist ja tühjenemist. Järelikult on LiFePO4 akude nõudlus tulekaitse ja soojusisolatsiooni järele suhteliselt väiksem.

Isolatsioonimaterjalid:

Kolmekomponentsed liitiumakud: termilise äravooluga seotud võimalike riskide maandamiseks vajavad kolmekomponentsed liitiumakud nende projekteerimise ja tootmisprotsesside ajal tavaliselt kõrgema kvaliteediga isolatsioonimaterjale. Need materjalid võivad sisaldada kõrge temperatuuriga tulekindlat isolatsiooni, isolatsioonilinti, isolatsioonitihendeid ja sarnaseid komponente.

LiFePO4 akud: oma ohutuse ja kõrge temperatuuritaluvuse tõttu vajavad LiFePO4 akud tulekaitse- ja soojusisolatsiooninõuete täitmiseks üldiselt standardseid isolatsioonimaterjale ja konstruktsioone.

Tulekaitse- ja soojusisolatsioonilahendused LiFePO4 akudele:

Mikropoorne polüpropüleen (MPP): Mikropoorset polüpropüleeni kasutatakse laialdaselt tulekindla ja soojust isoleeriva kihina LiFePO4 akudes. Sellel materjalil on suurepärased soojus- ja elektriisolatsiooni omadused, mis vähendab soojuskadu ja suurendab aku soojuslikku efektiivsust. MPP peamised omadused on järgmised:

Erakordne isolatsioonivõime: MPP mikroskoopiline pooride struktuur isoleerib tõhusalt akumooduli positiivsed ja negatiivsed elektroodid, vältides elektrolüüdi läbitungimist. Seda saab kasutada aku eraldajana, tagades akusüsteemi ohutu töö, vältides lühiseid ja voolulekkeid.

Keraamiline silikoonkummi: Keraamilist silikoonkummi kasutatakse tavaliselt LiFePO4 akude ohutuskaitsekihina. Tulekindluse edasiseks suurendamiseks kantakse keraamilise silikoonkummi peale sageli klaaskiudkiht. Tulekahju korral muutub keraamiline silikoonkumm kõvaks keraamiliseks plokiks, takistades tule levikut. See isoleerib tõhusalt ja talub aku tekitatud kõrgeid temperatuure, kaitstes akusüsteemi kuumakahjustuste eest.

Ränivaht: LiFePO4 akumoodulite vaheliste tühimike täitmiseks kasutatakse sageli ränivahtu, elastset ja pehmet materjali. See pakub suurepärast soojusisolatsiooni ja puhverdavat efekti, vähendades soojusülekannet ja vibratsiooni, parandades samal ajal aku soojusjuhtimist. Ränivahu peamised omadused on järgmised:

Suurepärane soojusisolatsioonivõime: Ränivahul on madal soojusjuhtivus, mis isoleerib tõhusalt soojusjuhtivuse akumoodulis ja minimeerib soojuskadu. See suurendab akusüsteemi energiatõhusust ja pikendab aku tööiga.

Vastupidavus kõrgele temperatuurile: Ränivaht säilitab kõrge temperatuuriga keskkondades oma struktuuri- ja tööstabiilsuse, mis on akusüsteemide jaoks ülioluline. See isoleerib tõhusalt ja talub aku tekitatud kõrgeid temperatuure.

Kolmekomponentsete liitiumpatareide tule- ja soojusisolatsioonilahendused:

Aerogeel: Aerogeeli, erakordsete soojusisolatsiooniomadustega väga poorset materjali, kasutatakse laialdaselt kolmekomponentsete liitiumakude soojusisolatsioonikihina. Aerogeeli peamised omadused on järgmised:

Madal soojusjuhtivus: Airgelil on äärmiselt madal soojusjuhtivus, mis isoleerib tõhusalt soojusjuhtivuse aku sees ja minimeerib soojuskadu. See parandab aku soojusjuhtimist ja vähendab ülekuumenemise ohtu.

Kõrge poorsus: aerogeeli väga avatud pooride struktuur tagab suurema pindala, parandades isolatsiooni ning vältides soojusülekannet ja voolu lekkimist aku sisemiste komponentide vahel. See aitab parandada aku ohutust.

Kerge ja paindlik: Airgel on kerge ja seda saab vormida nii, et see sobiks erineva kuju ja suurusega akumoodulitega ilma märkimisväärset kaalu lisamata.

Vilguplaat: Vilgukiviplaati, mis on tuntud oma suurepärase kõrge temperatuurikindluse poolest, kasutatakse sageli termoisolatsioonitihendina kolmekomponentsete liitiumaku moodulite või elementide vahel. See takistab soojusülekannet ja vähendab lühiste ohtu. Vilguplaadi peamised omadused on järgmised:

Suurepärased isolatsiooniomadused: Vilgukivilehtedel on suurepärane isolatsioonivõime.

Vastupidavus kõrgele temperatuurile: Vilgukiviplaadid säilitavad stabiilsuse kõrge temperatuuriga keskkondades, tagades vastupidavuse uute energiasõidukite akude puhul, mis tekitavad töö ajal kõrgeid temperatuure. Vilguplaat peab vastu akumooduli kõrgetele temperatuuridele, kaitstes ümbritsevaid komponente kuumusest tingitud kahjustuste eest.

Kokkuvõtteks võib öelda, et liitiumraudfosfaatpatareides ja kolmekomponentsetes liitiumpatareides kasutatakse tulekaitse- ja soojusisolatsiooniohutuse tagamiseks erinevaid materjalilahendusi. LiFePO4 akud kasutavad sageli mikropoorseid polüpropüleenmaterjale,