Materialet izoluese në bateritë treshe të litiumit dhe bateritë LiFePO4: një perspektivë sigurie

Fosfati i hekurit të litiumit (LiFePO4) dhe bateritë treshe të litiumit janë dy lloje të baterive të përdorura zakonisht në industrinë e automjeteve me energji të re. Këto bateri përdorin zgjidhje të ndryshme materiale për të përmirësuar izolimin nga zjarri dhe mbrojtjen e sigurisë termike. 

Rreziku i arratisjes termike:

Bateritë treshe të litiumit: Për shkak të përbërjes së tyre kimike dhe densitetit më të lartë të energjisë, bateritë treshe të litiumit paraqesin një rrezik të shtuar të largimit termik në kushte jonormale si mbingarkesa, shkarkimi i tepërt ose temperaturat e larta. Kjo mund të çojë në një rrezik të lartë të incidenteve nga zjarri.

Bateritë LiFePO4: Bateritë LiFePO4 janë relativisht më të sigurta, duke shfaqur tolerancë të fortë ndaj temperaturave të larta, mbingarkimit dhe shkarkimit të tepërt. Rrjedhimisht, kërkesa për mbrojtje nga zjarri dhe izolim termik është relativisht më e ulët për bateritë LiFePO4.

Materialet izoluese:

Bateritë treshe të litiumit: Për të zbutur rreziqet e mundshme që lidhen me largimin termik, bateritë treshe të litiumit zakonisht kërkojnë materiale izoluese të shkallës më të lartë gjatë proceseve të tyre të projektimit dhe prodhimit. Këto materiale mund të përfshijnë izolim rezistent ndaj zjarrit në temperaturë të lartë, shirit izolues, guarnicione izoluese dhe përbërës të ngjashëm.

Bateritë LiFePO4: Për shkak të sigurisë së tyre të natyrshme dhe tolerancës së lartë të temperaturës, bateritë LiFePO4 në përgjithësi kërkojnë materiale dhe modele standarde izoluese për të përmbushur kërkesat e mbrojtjes nga zjarri dhe izolimit termik.

Zgjidhje për mbrojtjen nga zjarri dhe izolimin e nxehtësisë për bateritë LiFePO4:

Polipropileni mikroporoz (MPP): Polipropileni mikroporoz përdoret gjerësisht si një shtresë rezistente ndaj zjarrit dhe izoluese ndaj nxehtësisë në bateritë LiFePO4. Ky material shfaq veti të shkëlqyera izoluese termike dhe elektrike, duke reduktuar humbjen e nxehtësisë dhe duke rritur efikasitetin termik të baterisë. Karakteristikat kryesore të MPP përfshijnë:

Performanca e jashtëzakonshme e izolimit: Struktura mikroskopike e poreve të MPP izolon në mënyrë efektive elektrodat pozitive dhe negative brenda modulit të baterisë, duke parandaluar depërtimin e elektrolitit. Mund të përdoret si ndarës i baterive, duke siguruar funksionimin e sigurt të sistemit të baterisë duke shmangur qarqet e shkurtra dhe rrjedhjet e rrymës.

Gome silikoni qeramike: Goma silikoni qeramike përdoret zakonisht si një shtresë mbrojtëse e sigurisë në bateritë LiFePO4. Për të rritur më tej rezistencën ndaj zjarrit, një shtresë tekstil me fije qelqi shpesh aplikohet në majë të gomës së silikonit të qeramizuar. Në rast zjarri, goma e silikonit qeramik shndërrohet në një bllok të fortë qeramike, duke parandaluar përhapjen e zjarrit. Ai izolon në mënyrë efektive dhe i përballon temperaturat e larta të gjeneruara nga bateria, duke mbrojtur sistemin e baterisë nga dëmtimi i nxehtësisë.

Shkumë silikoni: Shkuma silikoni, një material fleksibël dhe i butë, përdoret shpesh për të mbushur boshllëqet midis moduleve të baterisë LiFePO4. Ofron efekte të shkëlqyera izolimi termik dhe tamponues, duke reduktuar transferimin e nxehtësisë dhe dridhjet ndërsa përmirëson performancën e menaxhimit termik të baterisë. Karakteristikat kryesore të shkumës së silikonit përfshijnë:

Performanca superiore e izolimit termik: Shkuma e silikonit ka përçueshmëri të ulët termike, duke izoluar në mënyrë efektive përcjelljen e nxehtësisë brenda modulit të baterisë dhe duke minimizuar humbjen e nxehtësisë. Kjo rrit efikasitetin e energjisë së sistemit të baterisë dhe zgjat jetën e ciklit të baterisë.

Rezistenca ndaj temperaturës së lartë: Shkuma e silikonit ruan stabilitetin e saj strukturor dhe të performancës në mjedise me temperaturë të lartë, gjë që është thelbësore për sistemet e baterive. Ai izolon në mënyrë efektive dhe përballon ndikimin e temperaturave të larta të krijuara nga bateria.

Zgjidhje për izolimin e zjarrit dhe nxehtësisë për bateritë treshe të litiumit:

Aerogel: Aerogel, një material shumë poroz me veti të jashtëzakonshme termoizoluese, përdoret gjerësisht si shtresë termoizoluese në bateritë treshe të litiumit. Karakteristikat kryesore të airgel përfshijnë:

Përçueshmëri e ulët termike: Airgel shfaq një përçueshmëri termike jashtëzakonisht të ulët, duke izoluar në mënyrë efektive përcjelljen e nxehtësisë brenda baterisë dhe duke minimizuar humbjen e nxehtësisë. Kjo përmirëson menaxhimin termik të baterisë dhe zbut rrezikun e mbinxehjes.

Porozitet i lartë: Struktura me pore shumë të hapura të aeroxhelit siguron një sipërfaqe më të madhe, duke rritur izolimin dhe duke parandaluar transferimin e nxehtësisë dhe rrjedhjen e rrymës midis komponentëve të brendshëm të baterisë. Kjo kontribuon në përmirësimin e sigurisë së baterisë.

I lehtë dhe fleksibël: Airgel është i lehtë dhe mund të formohet për të përshtatur forma dhe madhësi të ndryshme të moduleve të baterisë pa shtuar peshë të konsiderueshme.

Pllaka Mica: Pllaka Mica, e njohur për rezistencën e saj të shkëlqyer ndaj temperaturës së lartë, përdoret shpesh si një copë litari termike izoluese midis moduleve ose qelizave të baterive treshe të litiumit. Parandalon transferimin e nxehtësisë dhe zvogëlon rrezikun e qarqeve të shkurtra. Karakteristikat kryesore të bordit mikë përfshijnë:

Karakteristikat e shkëlqyera izoluese: Fletët mikë shfaqin performancë të jashtëzakonshme izolimi.

Rezistenca ndaj temperaturës së lartë: Pllakat Mica ruajnë qëndrueshmërinë në mjedise me temperaturë të lartë, duke siguruar qëndrueshmëri brenda baterive të reja të automjeteve me energji që gjenerojnë temperatura të larta gjatë funksionimit. Pllaka mike i reziston temperaturave të ngritura brenda modulit të baterisë, duke mbrojtur komponentët përreth nga dëmtimet e lidhura me nxehtësinë.

Si përfundim, bateritë e fosfatit të hekurit të litiumit dhe bateritë treshe të litiumit përdorin zgjidhje të ndryshme materiale për mbrojtjen nga zjarri dhe masat e sigurisë së izolimit termik. Bateritë LiFePO4 shpesh përdorin materiale polipropileni mikroporoze,