熱暴走は、リチウムイオン電池で起こりうる制御不能な反応である。あるレベルを超えると、電池の温度は制御不能に上昇する。
熱暴走プロセスは高温によって引き起こされる可能性があり、電池温度が制御不能に上昇する熱暴走開始温度が存在する。
熱暴走は、リチウムイオンバッテリーで起こりうる制御不能な反応です。バッテリーの損傷やショートは、バッテリー内に熱と圧力を蓄積させる。これが一定のレベルに達すると、化学反応が誘発され、より多くの熱と圧力が発生し、正のフィードバックループが引き起こされます。熱暴走はバッテリーから次のバッテリーへと急速に広がり、破滅的な爆発や火災につながる可能性がある。熱暴走の副産物として、大量の可燃性水素や有毒なフッ素系有機ガスが発生する可能性がある。
熱暴走の引き金となる可能性があるのは、バッテリーの過充電、バッテリーの過熱や高温への暴露、過度の放電率、ショート、パンクなどの損傷などである。
これらの要因のいずれかが、バッテリーの高エネルギー材料や有機部品を不安定にし、それ自体の発熱を引き起こす可能性がある。この熱が十分に早く放散されなければ、バッテリーの温度は上昇し続け、放熱プロセスを加速させる。
熱暴走はバッテリーの電圧、温度、圧力レベルに影響を与える。熱暴走の直前には、電極の剥離によりバッテリー電圧が低下します。発熱性化学反応により温度が上昇し、化学反応によるガス発生と電解液の蒸発が相まってバッテリー内圧が上昇する。
熱暴走を適切に管理するためには、一定の安全対策を講じることが不可欠である。これらの目的は、熱暴走を未然に防ぐこと、そしてこの種の事象に伴う悪影響を緩和し、安全上の懸念を解消することである。
予防的安全対策には、堅牢なバッテリーボックス、効率的な冷却システム、保護設計と制御機能などがあります。難燃性添加剤を電解液またはセパレーターに使用することで、バッテリーの熱安定性を向上させ、発火を未然に防ぐことができます。
予防的な安全対策が失敗した場合、第二の防衛ラインには、熱暴走による損傷を停止または減少させることを目的としたフェイルセーフ対策が含まれる。その一つがセパレーターのシャットダウンである。ゲルポリマーセパレーターを使用する利点は、それが熱ヒューズとしても機能することである。電池の温度が熱暴走のしきい値に達するずっと前に、セパレーターが溶けてその構造が破壊される。これによりリチウムイオンの輸送が止まり、バッテリーセルは効果的にシャットダウンする。唯一の問題は、セパレーターの崩壊には時間がかかるため、セパレーターのシャットダウンではすべての化学反応が完全に停止せず、温度が上昇し続け、熱暴走が続く可能性があることだ。
この時点で可燃性ガスがバッテリー内部に蓄積し、圧力と温度がさらに上昇する。熱暴走はもはや止めることができないため、衝撃を抑える安全対策が必要になる。ベント機構は、制御不能な爆発ではなく、制御された方法でこれらのガスを放出する。また、ショートやバッテリー破裂のリスクを軽減するため、バッテリーから熱と圧力を放出します。
OE 、OE Lion製品群にリチウムイオンバッテリーの安全性に関する一連のソリューションを提供しています。このシリーズのベント機構の一例として、PRO-LPラプチャーディスクがあります。この逆作動ディスクは、バッテリー筐体に関連する低圧で正確に破裂するように設計されています。ディスクの外周部にはスコアが付いており、圧力が臨界点まで上昇すると、ディスクはスコアの位置で破断し、即座に圧力を逃がします。さらに、PRO-LPの薄型、高信頼性設計は、突出に関する仕様を満たし、リチウムイオンバッテリーの暴走伝播のリスクを低減するために、迅速なベント（約4ミリ秒）のための即時かつ完全な開口部を提供します。
さらに薄型の代替ソリューションとして、 フラット・コンポジット・ディスクがあります。突出部は最小で、前方に作用する複合ディスクは、設計の完全性を損なうことなく、超低圧で正確に破裂します。
最後に、より大きなバッテリー用途（グリッド規模など）で、さらなるベント面積が必要な場合、当社のMVシリーズの防爆ベントは、薄型のベントを提供し、お客様の要件に合わせてサイズ、形状、圧力をカスタマイズできる柔軟性を備えています。これらのベントの多くはフレームを必要としないため、全体的なコストを削減すると同時に、過圧に関連するリスクを軽減します。ベントデザインは、信頼性と性能の向上をさらにサポートします。
OsecoElfabOE Lion™ブランドは、リチウムイオンバッテリー用の専門ラプチャーディスクを幅広く提供しています。このハイテクソリューションは、電気自動車やハイブリッド自動車で使用されるリチウムイオンバッテリー特有の、しばしば厳しい環境に対応できるよう、完全にカスタマイズ可能です。ラプチャーディスクは、迅速で信頼性が高く、正確な緊急圧力リリーフを提供します。各ディスクには、継続的な圧力均一化のためにブリーザー膜を追加するオプションがあります。これら2つの圧力安全機能を1つのデバイスに統合することで、バッテリーメーカーやインテグレーターは、より安全でシンプル、かつコスト効率の高いリチウムイオンバッテリーを設計することができます。
リチウムイオンバッテリーの安全性、設計、性能に二度と妥協は許されません。 今すぐ専門家チームにご連絡ください。