Vật liệu cách điện trong Pin Lithium Ternary và Pin LiFePO4: Quan điểm An toàn

Lithium iron phosphate (LiFePO4) và pin lithium ternary là hai loại pin được sử dụng phổ biến trong ngành công nghiệp xe năng lượng mới. Những loại pin này sử dụng các giải pháp vật liệu khác nhau để tăng cường khả năng cách nhiệt và bảo vệ an toàn nhiệt. 

Rủi ro thoát nhiệt:

Pin lithium bậc ba: Do thành phần hóa học và mật độ năng lượng cao hơn, pin lithium bậc ba có nguy cơ thoát nhiệt cao hơn trong các điều kiện bất thường như sạc quá mức, xả quá mức hoặc nhiệt độ cao. Điều này có thể dẫn đến nguy cơ xảy ra sự cố hỏa hoạn cao hơn.

Pin LiFePO4: Pin LiFePO4 tương đối an toàn hơn, thể hiện khả năng chịu đựng mạnh mẽ đối với nhiệt độ cao, sạc quá mức và xả quá mức. Do đó, nhu cầu chống cháy và cách nhiệt đối với pin LiFePO4 tương đối thấp.

Vật liệu cách nhiệt:

Pin lithium bậc ba: Để giảm thiểu rủi ro tiềm ẩn liên quan đến sự thoát nhiệt, pin lithium bậc ba thường yêu cầu vật liệu cách nhiệt cao cấp hơn trong quá trình thiết kế và sản xuất. Những vật liệu này có thể bao gồm vật liệu cách nhiệt chống cháy ở nhiệt độ cao, băng cách điện, miếng đệm cách nhiệt và các bộ phận tương tự.

Pin LiFePO4: Do tính an toàn vốn có và khả năng chịu nhiệt độ cao, pin LiFePO4 thường yêu cầu các vật liệu và thiết kế cách nhiệt tiêu chuẩn để đáp ứng các yêu cầu về chống cháy và cách nhiệt.

Giải pháp chống cháy và cách nhiệt cho pin LiFePO4:

Polypropylen siêu nhỏ (MPP): Polypropylen siêu nhỏ được sử dụng rộng rãi làm lớp chống cháy và cách nhiệt trong pin LiFePO4. Vật liệu này thể hiện đặc tính cách nhiệt và cách điện tuyệt vời, giảm thất thoát nhiệt và nâng cao hiệu suất nhiệt của pin. Các thuộc tính chính của MPP bao gồm:

Hiệu suất cách ly vượt trội: Cấu trúc lỗ siêu nhỏ của MPP cách ly hiệu quả các điện cực dương và âm trong mô-đun pin, ngăn chặn sự xâm nhập của chất điện phân. Nó có thể được sử dụng như một bộ tách pin, đảm bảo hệ thống pin hoạt động an toàn bằng cách tránh đoản mạch và rò rỉ dòng điện.

Cao su silicon gốm: Cao su silicon gốm thường được sử dụng làm lớp bảo vệ an toàn trong pin LiFePO4. Để tăng cường hơn nữa khả năng chống cháy, một lớp sợi thủy tinh thường được phủ lên trên lớp cao su silicon gốm hóa. Trong trường hợp hỏa hoạn, cao su silicon gốm biến thành khối gốm cứng, ngăn chặn lửa lan rộng. Nó cách ly và chịu được nhiệt độ cao do pin tạo ra một cách hiệu quả, bảo vệ hệ thống pin khỏi bị hư hại do nhiệt.

Bọt silicon: Bọt silicon, một loại vật liệu mềm và dẻo, thường được sử dụng để lấp đầy khoảng trống giữa các mô-đun pin LiFePO4. Nó mang lại hiệu quả cách nhiệt và đệm tuyệt vời, giảm truyền nhiệt và rung động đồng thời cải thiện hiệu suất quản lý nhiệt của pin. Các tính năng chính của bọt silicon bao gồm:

Hiệu suất cách nhiệt vượt trội: Bọt silicon có độ dẫn nhiệt thấp, cách ly hiệu quả dẫn nhiệt trong mô-đun pin và giảm thiểu thất thoát nhiệt. Điều này giúp nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng của hệ thống pin và kéo dài tuổi thọ của pin.

Khả năng chịu nhiệt độ cao: Bọt silicon duy trì sự ổn định về cấu trúc và hiệu suất trong môi trường nhiệt độ cao, điều này rất quan trọng đối với hệ thống pin. Nó cách ly và chịu được tác động của nhiệt độ cao do pin tạo ra một cách hiệu quả.

Giải pháp cách nhiệt và chống cháy cho pin Lithium Ternary:

Aerogel: Aerogel, một vật liệu có độ xốp cao với đặc tính cách nhiệt đặc biệt, được sử dụng rộng rãi làm lớp cách nhiệt trong pin lithium ba lớp. Các tính năng chính của aerogel bao gồm:

Độ dẫn nhiệt thấp: Airgel có độ dẫn nhiệt cực thấp, cách ly hiệu quả sự dẫn nhiệt trong pin và giảm thiểu thất thoát nhiệt. Điều này cải thiện khả năng quản lý nhiệt của pin và giảm thiểu nguy cơ quá nhiệt.

Độ xốp cao: Cấu trúc lỗ xốp có độ mở cao của aerogel mang lại diện tích bề mặt lớn hơn, tăng cường khả năng cách nhiệt và ngăn chặn sự truyền nhiệt cũng như rò rỉ dòng điện giữa các bộ phận pin bên trong. Điều này góp phần cải thiện độ an toàn của pin.

Nhẹ và linh hoạt: Airgel nhẹ và có thể được đúc để phù hợp với nhiều hình dạng và kích cỡ mô-đun pin khác nhau mà không làm tăng thêm trọng lượng đáng kể.

Tấm mica: Tấm mica, được biết đến với khả năng chịu nhiệt độ cao tuyệt vời, thường được sử dụng làm miếng đệm cách nhiệt giữa các mô-đun hoặc tế bào pin lithium ba mặt. Nó ngăn chặn sự truyền nhiệt và giảm nguy cơ đoản mạch. Các đặc tính chính của tấm mica bao gồm:

Đặc tính cách nhiệt tuyệt vời: Tấm mica thể hiện hiệu suất cách nhiệt vượt trội.

Chịu nhiệt độ cao: Tấm mica duy trì sự ổn định trong môi trường nhiệt độ cao, đảm bảo độ bền trong ắc quy xe năng lượng mới tạo ra nhiệt độ cao trong quá trình vận hành. Tấm mica chịu được nhiệt độ cao bên trong mô-đun pin, bảo vệ các bộ phận xung quanh khỏi hư hỏng do nhiệt.

Tóm lại, pin lithium iron phosphate và pin lithium ternary sử dụng các giải pháp vật liệu khác nhau cho các biện pháp an toàn chống cháy và cách nhiệt. Pin LiFePO4 thường sử dụng vật liệu polypropylen siêu nhỏ,