סקירה כללית

כאשר מתרחשות יותר תאונות הנגרמות על ידי סוללת ליתיום-יון, אנשים מודאגים יותר מהבריחה התרמית של הסוללה, מכיוון שהבריחה התרמית המתרחשת בתא אחד עלולה להפיץ חום לתאים אחרים, ולהוביל לכיבוי של כל מערכת הסוללות.

באופן מסורתי אנו נפעיל בריחה תרמית על ידי חימום, הצמדה או טעינת יתר במהלך בדיקות. עם זאת, שיטות אלו אינן יכולות לשלוט בבריחה תרמית בתא מוגדר, ולא ניתן ליישם אותן בקלות במהלך בדיקות של מערכות סוללה. לאחרונה אנשים מפתחים שיטה חדשה להפעלת בריחה תרמית. בדיקת התפשטות ב-IEC 62619: 2022 החדשה היא דוגמה, וההערכה היא ששיטה זו תהיה שימוש נרחב בעתיד. מאמר זה הוא להציג כמה שיטות חדשות שנמצאות במחקר.

קרינת לייזר:

קרינת לייזר היא לחמם אזור קטן עם דופק לייזר באנרגיה גבוהה. החום יועבר בתוך החומר. קרינת לייזר נמצאת בשימוש נרחב בתחומי עיבוד החומרים, כמו ריתוך, חיבור וחיתוך. בדרך כלל ישנם סוגים של לייזר כדלקמן:

• CO₂לייזר: לייזר גז מולקולרי פחמן דו חמצני
• לייזר מוליכים למחצה: לייזר דיודה עשוי מ-GaAs או CdS
• לייזר YAG: לייזר נתרן עשוי נופך אלומיניום איטריום
• סיב אופטי: לייזר עשוי סיבי זכוכית עם אלמנט אדמה נדיר

חלק מהחוקרים משתמשים בלייזר של 40W, אורך גל של 1000nm ובקוטר של 1 מ"מ כדי לבדוק תאים שונים.

לאחר בדיקת CT בתא שלא הופעל, ניתן לגלות שאין השפעה מבנית מלבד החור על פני השטח. זה אומר שהלייזר הוא כיווני וחזק, ואזור החימום מדויק. לכן לייזר הוא דרך טובה לבדיקה. אנו יכולים לשלוט במשתנה, ולחשב את אנרגיית הקלט והפלט בצורה מדויקת. בינתיים ללייזר יש את היתרונות של חימום והצמדה, כמו חימום מהיר, וניתן לשליטה יותר. ללייזר יתרונות נוספים כמו:

• זה יכול לעורר בריחה תרמית ולא יחמם את התאים השכנים. זה טוב לביצועי מגע תרמי

• זה יכול לעורר מחסור פנימי

• הוא יכול להזין פחות אנרגיה וחום בזמן קצר יותר כדי להפעיל בריחת תרמית, מה שהופך את הבדיקה לשליטה טובה.

תגובת תרמיט:

תגובת תרמיט היא לגרום לאלומיניום להגיב עם תחמוצת מתכתית בטמפרטורה גבוהה, ואלומיניום יעבור לתחמוצת אלומיניום. מכיוון שהאנטלפיה של היווצרות תחמוצת אלומיניום נמוכה מאוד (-1645kJ/mol), לכן היא תיצור חום רב. חומר תרמיט זמין למדי, ונוסחה שונה יכולה ליצור כמות שונה של חום. לכן החוקרים מתחילים לבדוק עם כיס 10Ah עם תרמיט.

Thermite יכול בקלות להפעיל בריחת תרמית, אך לא קל לשלוט בקלט התרמית. חוקרים מבקשים לתכנן כור תרמי אטום ומסוגל לרכז חום.

מנורת קוורץ בעלת הספק גבוה:

תיאוריה: הניחו מנורת קוורץ בעלת הספק גבוה מתחת לתא, והפרדו בין התא לבין המנורה בעזרת פלטה. יש לקדוח את הצלחת עם חור, כדי להבטיח התנהלות אנרגטית.

הבדיקה מראה שהוא זקוק להספק גבוה מאוד ולזמן ארוך כדי להפעיל בריחת תרמית, והטווח התרמית אינו שווה. ייתכן שהסיבה לכך היא שאור קוורץ אינו אור כיווני, ואובדן החום הרב מדי גורם לו כמעט לא להפעיל בריחת תרמית בדיוק. בינתיים הכנסת האנרגיה אינה מדויקת. מבחן הבריחה התרמי האידיאלי הוא לשלוט באנרגיה המעוררת ולהוריד את ערך הקלט העודף, כדי להקטין את ההשפעה על תוצאת הבדיקה. לכן אנו יכולים להסיק את המסקנה שמנורת קוורץ אינה שימושית לעת עתה.

מַסְקָנָה:

בהשוואה לשיטה המסורתית להפעלת בריחת תא תרמית (כמו חימום, טעינת יתר וחדירה), התפשטות הלייזר היא דרך יעילה יותר, עם שטח חימום קטן יותר, אנרגיית כניסה נמוכה יותר וזמן טריגר קצר יותר. זה תורם להזנת אנרגיה אפקטיבית גבוהה בשטח המצומצם. שיטה זו הוצגה על ידי חברת החשמל. אנו יכולים לצפות שמדינות רבות ייקחו בחשבון שיטה זו. עם זאת, זה מעלה דרישות גבוהות במכשירי לייזר. זה דורש מקור לייזר מתאים והתקנים חסיני קרינה. נכון לעכשיו אין מספיק מקרים לבדיקת בריחת תרמית, שיטה זו עדיין נדרשת אימות.