Il progresso tecnologico ha i suoi meriti e anche alcuni rischi significativi ad esso associati. Quando si tratta di batterie, una di queste aree a rischio è rappresentata dagli ioni di litio in fuga termica. Le batterie operano in un intervallo di temperatura ristretto, pertanto, per la stabilità del risultato e ai fini della sicurezza, il mantenimento della temperatura è di fondamentale importanza.
Le variazioni di temperatura, alte o basse, possono innescare gli inconvenienti delle batterie agli ioni di litio. Comprendendo l'importanza di questo problema, si dovrebbe porre l'accento sulle tecniche per la prevenzione dell'instabilità termica nelle batterie agli ioni di litio.
Batteria agli ioni di litio in fuga termica
Quindi, per porre la tua domanda su cosa sia una fuga termica; in termini più semplici, possiamo dire che si tratta di una reazione a catena all'interno delle celle della batteria. Il problema delle reazioni a catena è che una volta avviate, la reazione si moltiplica, il che la rende altamente incontrollabile in un dato scenario.
Con gli ioni di litio a propagazione termica in fuga, la reazione a catena viene innescata principalmente a causa delle variazioni di temperatura. La variazione di temperatura oltre il grado normale provoca una reazione chimica nelle celle della batteria e produce calore che attiva ulteriormente l'indicatore di temperatura.
Alla fine, il livello di calore può salire fino a 400 gradi Celsius a causa di questa reazione di fuga termica. Le temperature estremamente elevate possono finire male, è comunque una buona ipotesi. Il fuoco può essere un potenziale risultato di quella temperatura poiché sono presenti materiali infiammabili, quindi le batterie devono essere adeguatamente mantenute.
Pericoli associati a una batteria agli ioni di litio con fuga termica
Non solo le batterie agli ioni di litio sono soggette a una reazione di fuga termica, ma qualsiasi batteria, tradizionale o di nuova tecnologia. Le batterie agli ioni di litio hanno ricevuto una cattiva attenzione da parte dei media a questo proposito, ma bisogna vedere le cose da una prospettiva più ampia poiché la realtà è spesso molto diversa.
Nel peggiore dei casi, una temperatura eccessivamente elevata all'interno di una batteria può provocare incendi o addirittura esplosioni. Devono essere promosse tecniche di prevenzione per l'uso sicuro e la prevenzione delle reazioni di instabilità termica delle batterie al litio.
Principali cause che portano alla fuga termica
Abbiamo ristretto le potenziali cause principali dell'instabilità termica delle batterie al litio. Una di queste cause può essere un cortocircuito dovuto a una manutenzione impropria della batteria sotto forma di deterioramento della salute della batteria. Può trattarsi sia di un cortocircuito interno che di uno esterno che provoca l'inizio della reazione a catena.
La salute della batteria dipende dalla pratica dell'utente di utilizzarla. Un trattamento casuale da parte dell'utente durante la ricarica della batteria può avere potenziali effetti collaterali a lungo termine. Il sovraccarico o la ricarica a una tensione superiore alla soglia consigliata può danneggiare la batteria in modo permanente.
Anche la ricarica rapida della batteria può essere un fattore che porta a una reazione di fuga termica dovuta a un flusso di corrente eccessivo.
La temperatura estrema alle due estremità, sia fredda che calda, può contribuire a una reazione di fuga termica.
Come applicare le tecniche per la prevenzione della fuga termica?
Il rischio di una batteria agli ioni di litio instabile dal punto di vista termico può essere ridotto a un livello accettabile applicando le migliori pratiche consigliate. Prevenzione della fuga termica:
Mantenere la temperatura
Da quando abbiamo appreso che l'alta temperatura è uno dei motivi principali della fuga termica della batteria al litio. Allora perché non provare a mantenere le batterie a una temperatura di conservazione ottimale? La temperatura di conservazione ideale sarà di 40–70 gradi Fahrenheit (4-21 gradi Celsius) con una piccola variazione a seconda delle raccomandazioni del produttore.
ventilazione
Per quanto semplice possa sembrare, una corretta ventilazione del vano portaoggetti può fare molto per mantenere uno spazio sicuro con una bassa generazione di calore. Cerca di non mettere le batterie in spazi chiusi. Questi piccoli metodi prevengono efficacemente la fuga termica.
Quanto più ampio e normale è il suo flusso d'aria, tanto migliore sarà la ventilazione anche per il calore prodotto dalle batterie.
Sostituzione tempestiva delle batterie
Le batterie hanno una durata specifica dopo la quale devono essere sostituite. Sostituendo le batterie in tempo, è possibile arrestare in tempo il processo di deterioramento delle sostanze chimiche senza esporsi alla batteria agli ioni di litio in fuga termica.
Durante la sostituzione, è necessario garantire il corretto smaltimento delle vecchie batterie o può essere un potenziale rischio di incendio.
Tempo di carica
Un'ultima cosa da considerare è il tempo di ricarica. Cerca di non sovraccaricare la batteria. Può essere una possibile causa di reazioni all'interno delle batterie a seconda dello stato della batteria. Il tempo di ricarica ottimale consente di risparmiare l'anodo, l'elettrodo e gli elettroliti nella batteria.
Queste tecniche possono aiutarti nella prevenzione della fuga termica.
Produzione di calore nelle celle agli ioni di litio
Le celle e gli elettroni agli ioni di litio sono responsabili della produzione di elettricità nelle batterie agli ioni di litio attraverso il loro movimento. Con il movimento, arriva un certo grado di calore che è accettabile in quanto può essere dissipato dalle celle.
Tuttavia, in circostanze insolite come l'instabilità termica della batteria al litio, il calore generato ha una velocità anormalmente elevata e non può essere dissipato dalle celle. Il tasso di produzione di calore è molto più alto di quello di dissipazione del calore.
Sistemi di gestione della batteria
Le batterie agli ioni di litio di solito sono dotate di un sistema di gestione della batteria (BMS) integrato impostato per fungere da centro di controllo. Il sistema di gestione della batteria è fondamentale per ridurre al minimo il rischio associato a una fuga termica in una batteria agli ioni di litio.
Potrebbe non essere una garanzia al 100% contro la fuga termica, ma sicuramente può ridurre al minimo il rischio. Aiuta a ottenere risultati ottimali dal pacco batteria sotto forma di prestazioni sicure ed efficienti.
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Cosa controlla il sistema di gestione della batteria?
Con un sistema di gestione della batteria, il lavoro di monitoraggio della temperatura, della tensione, del controllo della carica, del bilanciamento e del cortocircuito può essere evitato. È una specie di fare il tuo lavoro per garantire che la batteria funzioni senza grossi problemi. Se si verifica un problema, può rilevarlo rapidamente e agire di conseguenza.
Ad esempio, se la batteria si sta riscaldando, il sistema di gestione della batteria può rilevarlo e attivare le ventole di raffreddamento per far fronte alla situazione. Nello scenario peggiore, il BMS può persino spegnere le celle della batteria per evitare che l'intero sistema collassi.
Conclusioni
Pensiamo che tu abbia una comprensione abbastanza buona di cosa aspettarti da un meccanismo di fuga termica e di come ridurre al minimo il pericolo prendendo precauzioni. Sì, è una seria considerazione per gli utenti di batterie riguardo ai potenziali effetti disastrosi. La prevenzione della fuga termica in una batteria agli ioni di litio è più che possibile.
Inoltre, vuoi che la tua batteria sia un efficiente accumulo di energia, con ogni cella che funzioni alla sua migliore capacità di potenza. Se segui le linee guida standard, le celle della tua batteria saranno al sicuro a ogni carica e scarica. In caso contrario, potrebbero verificarsi danni alla batteria.
Il trucco è provvedere ai rischi e massimizzare i benefici di queste batterie. Consigliamo vivamente Tritec per avervi fornito le soluzioni di batteria di cui avete bisogno.
Stai attento.