Ülevaade

Kuna liitium-ioonaku põhjustatud õnnetusi juhtub rohkem, on inimesed rohkem mures aku termilise äravoolu pärast, kuna ühes elemendis toimuv termiline äravool võib levitada soojust teistesse elementidesse, mis toob kaasa kogu akusüsteemi väljalülitamise.

Traditsiooniliselt käivitame termilise äravoolu katsete ajal kuumutamise, kinnikiilumise või ülelaadimisega. Kuid need meetodid ei saa kontrollida termilist põgenemist teatud lahtris ega neid ei saa hõlpsasti rakendada akusüsteemide testimise ajal. Hiljuti töötavad inimesed välja uut meetodit termilise põgenemise vallandamiseks. Uue standardi IEC 62619: 2022 levitamise test on näide ja hinnanguliselt kasutatakse seda meetodit tulevikus laialdaselt. See artikkel tutvustab mõningaid uusi uurimistöös olevaid meetodeid.

Laserkiirgus:

Laserkiirgus on väikese ala soojendamiseks suure energiaga laserimpulssiga. Soojus juhitakse materjali sees. Laserkiirgust kasutatakse laialdaselt materjalide töötlemise valdkondades, nagu keevitamine, ühendamine ja lõikamine. Tavaliselt on lasereid järgmised:

• CO₂laser: süsinikdioksiidi molekulaargaaslaser
• Pooljuhtlaser: GaAs või CdS valmistatud dioodlaser
• YAG laser: ütriumalumiiniumgranaadist valmistatud naatriumlaser
• Optiline kiud: haruldaste muldmetallide elemendiga klaaskiust laser

Mõned teadlased kasutavad erinevate rakkude testimiseks 40 W, 1000 nm lainepikkuse ja 1 mm läbimõõduga laserit.

Käivitumata raku CT-skaneerimisel võib avastada, et sellel pole struktuurilist mõju, välja arvatud pinnal olev auk. See tähendab, et laser on suunatud ja suure võimsusega ning kuumutusala on täpne. Seetõttu on laser testimiseks hea viis. Saame muutujat juhtida ning sisend- ja väljundenergiat täpselt arvutada. Samal ajal on laseril kuumutamise ja kinnitamise eelised, nagu kiire kuumutamine, ja paremini juhitav. Laseril on rohkem eeliseid, näiteks:

• See võib vallandada termilise äravoolu ega soojenda naaberelemente. See on hea termilise kontakti jõudluse jaoks

• See võib stimuleerida sisemist puudust

• See võib sisestada vähem energiat ja soojust lühema ajaga, et käivitada termiline äravoolu, mis muudab testi hästi kontrollitavaks.

Termiidi reaktsioon:

Termiidi reaktsioon seisneb selles, et alumiinium reageerib kõrgel temperatuuril metalloksiidiga ja alumiinium läheb üle alumiiniumoksiidiks. Kuna alumiiniumoksiidi moodustumise entalpia on väga madal (-1645 kJ/mol), tekitab see palju soojust. Termiidi materjal on üsna saadaval ja erinev valem võib tekitada erineva koguse soojust. Seetõttu alustavad teadlased katsetamist termiidiga 10Ah kotiga.

Termiit võib kergesti vallandada termilise põgenemise, kuid soojussisendit pole lihtne juhtida. Teadlased püüavad kavandada termilise reaktori, mis on suletud ja suudab soojust kontsentreerida.

Suure võimsusega kvartslamp:

Teooria: Asetage suure võimsusega kvartslamp elemendi alla ja eraldage element ja lamp plaadiga. Plaadile tuleb puurida auk, et tagada energiajuhtivus.

Katse näitab, et see vajab väga suurt võimsust ja pikka aega, et käivitada termiline põgenemine, ning soojuse vahemik ei ole ühtlane. Põhjus võib olla selles, et kvartsvalgus ei ole suunatuli ja liiga suur soojuskadu muudab selle termilist põgenemist peaaegu võimatuks. Samal ajal ei ole energiasisend täpne. Ideaalne termilise jooksmise test on käivitusenergia kontrollimiseks ja sisendväärtuse vähendamiseks, et vähendada mõju testi tulemusele. Seetõttu võime teha järelduse, et kvartslamp pole praegu kasulik.

Järeldus:

Võrreldes traditsioonilise raku termilise äravoolu käivitamise meetodiga (nagu kuumutamine, ülelaadimine ja läbitungimine), on laseri levitamine väiksema küttepinna, väiksema sisendenergia ja lühema käivitusajaga tõhusam viis. See aitab kaasa suurele efektiivsele energiasisendile piiratud alal. Selle meetodi on kasutusele võtnud IEC. Võime eeldada, et paljud riigid võtavad seda meetodit arvesse. Kuid see tõstab laserseadmetele kõrgeid nõudeid. See nõuab sobivat laserallikat ja kiirguskindlaid seadmeid. Praegu pole termilise jooksmise testi jaoks piisavalt juhtumeid, see meetod vajab siiski kontrollimist.