Izolacijski materijali u ternarnim litijskim baterijama i LiFePO4 baterijama: sigurnosna perspektiva

Litij željezo fosfat (LiFePO4) i ternarne litijeve baterije dvije su vrste baterija koje se često koriste u industriji novih energetskih vozila. Ove baterije koriste rješenja različitih materijala za poboljšanje izolacije od požara i toplinske zaštite. 

Rizik od toplinskog bježanja:

Ternarne litijeve baterije: Zbog svog kemijskog sastava i veće gustoće energije, ternarne litijeve baterije predstavljaju povećani rizik od termičkog bijega u nenormalnim uvjetima kao što su prekomjerno punjenje, prekomjerno pražnjenje ili visoke temperature. To može dovesti do povećanog rizika od požara.

LiFePO4 baterije: LiFePO4 baterije su relativno sigurnije, pokazuju robusnu toleranciju na visoke temperature, prekomjerno punjenje i prekomjerno pražnjenje. Posljedično, zahtjevi za protupožarnu zaštitu i toplinsku izolaciju relativno su niži za LiFePO4 baterije.

Izolacijski materijali:

Ternarne litijeve baterije: kako bi se ublažili potencijalni rizici povezani s toplinskim bježanjem, ternarne litijeve baterije obično zahtijevaju kvalitetnije izolacijske materijale tijekom procesa dizajna i proizvodnje. Ovi materijali mogu uključivati ​​izolaciju otpornu na visoke temperature, izolacijske trake, izolacijske brtve i slične komponente.

LiFePO4 baterije: zbog svoje inherentne sigurnosti i otpornosti na visoke temperature, LiFePO4 baterije općenito zahtijevaju standardne izolacijske materijale i dizajne kako bi ispunile zahtjeve zaštite od požara i toplinske izolacije.

Rješenja za zaštitu od požara i toplinsku izolaciju za LiFePO4 baterije:

Mikroporozni polipropilen (MPP): Mikroporozni polipropilen naširoko se koristi kao vatrootporni i toplinski izolacijski sloj u LiFePO4 baterijama. Ovaj materijal pokazuje izvrsna svojstva toplinske i električne izolacije, smanjujući gubitak topline i povećavajući toplinsku učinkovitost baterije. Ključna svojstva MPP-a uključuju:

Izvanredna izolacijska izvedba: mikroskopska struktura pora MPP-a učinkovito izolira pozitivne i negativne elektrode unutar baterijskog modula, sprječavajući prodiranje elektrolita. Može se koristiti kao separator baterija, osiguravajući siguran rad baterijskog sustava izbjegavanjem kratkih spojeva i curenja struje.

Keramička silikonska guma: Keramička silikonska guma obično se koristi kao sigurnosni zaštitni sloj u LiFePO4 baterijama. Kako bi se dodatno povećala otpornost na požar, sloj stakloplastike često se nanosi na vrh keramičke silikonske gume. U slučaju požara, keramička silikonska guma pretvara se u tvrdi keramički blok, sprječavajući širenje požara. Učinkovito izolira i podnosi visoke temperature koje stvara baterija, štiteći baterijski sustav od oštećenja toplinom.

Silikonska pjena: Silikonska pjena, fleksibilan i mekan materijal, često se koristi za popunjavanje praznina između LiFePO4 baterijskih modula. Nudi izvrsnu toplinsku izolaciju i učinak međuspremnika, smanjujući prijenos topline i vibracije dok istovremeno poboljšava performanse upravljanja toplinom baterije. Ključne karakteristike silikonske pjene uključuju:

Vrhunska toplinska izolacija: Silikonska pjena ima nisku toplinsku vodljivost, učinkovito izolira provođenje topline unutar baterijskog modula i smanjuje gubitak topline. To povećava energetsku učinkovitost baterijskog sustava i produljuje vijek trajanja baterije.

Otpornost na visoke temperature: Silicijska pjena održava svoju strukturnu stabilnost i stabilnost performansi u okruženjima visokih temperatura, što je ključno za sustave baterija. Učinkovito izolira i podnosi utjecaj visokih temperatura koje stvara baterija.

Rješenja za izolaciju od požara i topline za ternarne litijeve baterije:

Aerogel: Aerogel, vrlo porozan materijal s iznimnim svojstvima toplinske izolacije, naširoko se koristi kao toplinski izolacijski sloj u ternarnim litijevim baterijama. Ključne karakteristike aerogela uključuju:

Niska toplinska vodljivost: Aerogel pokazuje iznimno nisku toplinsku vodljivost, učinkovito izolirajući toplinsku vodljivost unutar baterije i smanjujući gubitak topline. Time se poboljšava upravljanje toplinom baterije i smanjuje rizik od pregrijavanja.

Visoka poroznost: struktura visoko otvorenih pora aerogela pruža veću površinu, poboljšava izolaciju i sprječava prijenos topline i curenje struje između unutarnjih komponenti baterije. To pridonosi poboljšanoj sigurnosti baterije.

Lagan i fleksibilan: Aerogel je lagan i može se oblikovati tako da odgovara različitim oblicima i veličinama baterijskih modula bez značajnog povećanja težine.

Mica ploča: Mica ploča, poznata po svojoj izvrsnoj otpornosti na visoke temperature, često se koristi kao toplinska izolacijska brtva između modula ili ćelija ternarnih litijevih baterija. Sprječava prijenos topline i smanjuje rizik od kratkog spoja. Ključna svojstva ploča od tinjca uključuju:

Izvrsna izolacijska svojstva: Listovi liskuna pokazuju izvanrednu izolacijsku izvedbu.

Otpornost na visoke temperature: Ploče od tinjca održavaju stabilnost u okruženjima s visokim temperaturama, osiguravajući trajnost unutar baterija novih energetskih vozila koje stvaraju visoke temperature tijekom rada. Ploča od tinjca podnosi povišene temperature unutar baterijskog modula, štiteći okolne komponente od oštećenja uzrokovanih toplinom.

Zaključno, litij-željezo-fosfatne baterije i ternarne litijeve baterije koriste različita materijalna rješenja za zaštitu od požara i sigurnosne mjere toplinske izolacije. LiFePO4 baterije često koriste mikroporozne polipropilenske materijale,