مطالعه اثر عامل حرارت بیرونی بر شروع و انتشار پدیده فرار حرارتی در بسته باتری لیتیوم - یون: رویکرد تجربی

باتری های لیتیوم-یون به عنوان یکی از پایه های زیربنایی در فناوری های ذخیره سازی انرژی مدرن نقشی حیاتی در گذار به سامانه های پایدار و کارآمد ایفا می کنند. با این وجود ایمنی همچنان یکی از چالش های کلیدی این فناوری است. پدیده فرار حرارتی ناشی از واکنش های زنجیره ای گرمازا در باتری است که می تواند منجر به بروز خطراتی نظیر آتش سوزی و انفجار شود. درک فرآیند انتشار این پدیده و تشخیص زودهنگام آن از الزامات اساسی جهت ارتقای ایمنی و قابلیت اطمینان سامانه های مبتنی بر باتری محسوب می شود. در این پژوهش با طراحی و بکارگیری یک سامانه ارزیابی و تست که از ترکیب سنسورهای تشخیص گاز و پایش همزمان دما تشکیل شده است، بروز و انتشار پدیده فرار حرارتی در بسته های باتری لیتیوم-یون به صورت تجربی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد که سنسورهای گاز تشخیص سریع تری نسبت به سنسورهای دما از شروع فرار حرارتی دارند. همچنین مشاهده گردید که با تغییر چیدمان و فواصل بین باتری ها می توان از انتشار این پدیده جلوگیری کرد. علاوه بر این، کاهش ۱۰ درصدی سطح شارژ سلول ها موجب شد میانگین زمان انتشار حرارتی بین سلول ها تا یک سوم فواصل قبلی کاهش یابد. نتایج به دست آمده می تواند در طراحی ایمن بسته های باتری لیتیوم یون جهت پیاده سازی در فناوری های حمل و نقل و انرژی پاک مورد استفاده قرار گیرد.

Keywords:

ایمنی باتری , باتری لیتیوم یون , پدیده فرار حرارتی