Sfondate

A propagazione termale di un modulu sperimenta i seguenti fasi: Accumulazione di calore dopu l'abusu termicu di e cellule, u runaway termicu di a cellula è dopu u modulu termale runaway.Runaway termale da una sola cellula ùn hè micca influente;in ogni modu, quandu u calore si sparghje à l'altri celluli, a propagazione pruvucarà un effettu domino, chì porta à u runaway termale di u modulu sanu, liberatu energia massiva.Figura 1mostras u risultatu di a prova di runaway termica.U modulu hè in focu per via di a propagazione irresistibile.

A conductività di u calore in una cellula serà sfarente secondu diverse direzzione.U coefficient di conductività di u calore serà più altu in a direzzioneparallellacù u core rollu di una cellula;mentri a direzzione chì hè verticale à u core di rollu hà una conductività più bassa.Per quessa, a diffusione termica da un latu à l'altru trà e cellule hè più veloce ch'ella hè attraversu tabulazioni à e cellule.Dunque, a propagazione pò esse vistu cum'è una propagazione unidimensionale.Siccomu i moduli di batterie sò pensati per una densità di energia più alta, u spaziu trà e cellule hè diventatu più chjucu, chì aggravarà a propagazione termica.Per quessa, suppressione o bluccà a diffusione di u calore in u modulu serà cunsideratu cum'è uneffettuun modu per diminuisce i periculi. 

A manera di suppressione a furia termale in un modulu

Pudemu frenà a runaway termale attivamente o passivamente.

Suppressione attiva

A suppressione attiva di a diffusione termale hè principalmente basata nantu à u sistema di gestione termale, cum'è:

1) Pone i tubi di rinfrescante nantu à u fondu o i lati interni di un modulu, è riempie cù liquidu di rinfrescante.U flussu di liquidu di rinfrescante pò diminuisce efficacemente a propagazione.

2) Stallà i tubi di estinzione di u focu nantu à a cima di un modulu.Quandu ci hè una fuga termica, u gasu à alta temperatura liberatu da a batteria pruvucarà i tubi per spruverà l'extinguishant per suppressione a propagazione.

Tuttavia, una gestione termale richiede cumpunenti extra, porta à un costu più altu è una densità energetica più bassa.Ci hè ancu a pussibilità chì u sistema di gestione ùn sia micca efficace.

Suppressione passiva

A suppressione passiva funziona bluccà a propagazione attraversu u materiale adiabaticu trà e cellule termali runaway è e cellule normali.

Normalmente, u materiale deve esse prisentatu in:

1. Bassu conductività termale.Questu hè per calà a velocità di sparghje u calore.
2. Resistenza à alta temperatura.U materiale ùn deve micca risolve sottu a temperatura alta è perde a capacità di resistenza termale.
3. Bassa densità.Questu hè di calà l'influenza di a tarifa di volumi-energia è di a tarifa di massa-energia.

Intantu, u materiale ideale pò bluccà a diffusione di u calore è assorbe u calore.

Analisi di u materiale

• Airgel

L'Airgel hè chjamatu "u materiale d'insulazione di calore più ligeru".Hè bè realizatu in l'insulazione di u calore è pesa a luce.Hè largamente utilizatu in u modulu di batteria per a prutezzione di propagazione termale.Ci sò parechji tipi di aerogel, cum'è l'aerogel di diossidu di siliciu, l'aerogel, l'aerogel in fibra di vetru è a fibra pre-oxidata.A strata d'insulazione termica di l'aerogel di diversi materiali anu un impattu diversu nantu à a fuga termica.Questu hè chì a varietà di u coefficient di conductività termale, chì hè assai ligata à a so microstruttura.A Figura 2 mostra l'aspettu SEM di materiale differente prima è dopu à brusgià.

A ricerca mostra chì, ancu s'è l'insulazione di u calore di fibra hè più bassu in u prezzu, u rendiment di u bloccu di a propagazione di u calore hè peghju di u materiale di l'aerogel.Trà i diversi tipi di materiali di l'aerogel, l'aerogel di fibra pre-ossidatu facenu u megliu, postu chì mantene a struttura dopu a bruciatura.L'aerogel di fibra ceramica funziona ancu bè in l'insulazione termica.

• Materiale di cambiamentu di fase

U materiale di cambiamentu di fase hè ancu largamente utilizatu per a suppressione di a propagazione termale runaway per via di u so calore di almacenamentu.A cera hè un PCM cumuni, cù a temperatura di cambiamentu di fase stabile.Durante u termalescappà, u calore hè liberatu massivamente.Dunque, u PCM deve esse altuprestazionedi assorbire u calore.Tuttavia, a cera hà una conductività di u calore bassu, chì influenzerà l'assorbimentu di u calore.Per prumove a so prestazione, i circadori pruvate à cumminà a cera cù altri materiali, cum'è l'aghjunzione di particella di metallu, aduprate spuma di metallu per carricà PCM, aghjunghjegrafite, nano tubu di carbone o grafite allargatu, etc.. grafite expanded pò ancu frenà a fiamma causata da runaway termale.

U polimeru idrofilu hè ancu un tipu di PCM per frenu a pista termale.I materiali polimerici idrofili comuni sono: biossido di silicio colloidale, soluzione satura di cloruro di calcio,Tetraethyl phosphate, tetrafosfatatu di fenile idrogenu, spoliacrilatu di odiu, etc.

•  Materiale ibridu

A fuga termale ùn pò micca esse ristretta s'ellu ci conta solu l'aerogel.Per successuinsulateu calore, avemu bisognu di cunghjuntà l'aerogel cù PCM.

In più di u materiale hibridu, pudemu ancu custruisce materiale multi-layer cù diversi coefficienti di conduttività termale in diverse direzzione.Pudemu aduprà materiale d'alta conductività termale per guidà u calore fora di u modulu, è mette materiale d'insulazione termica trà e cellule per limità a propagazione termale.

Cunclusioni

Per cuntrullà a propagazione termale runaway hè un sughjettu cumplicatu.Certi pruduttori anu fattu qualchi suluzioni per suppressione a diffusione di u calore, ma sò sempre in cerca di qualcosa di novu, per riduce u costu è l'influenza nantu à a densità energetica.Avemu sempre focu annantu à l'ultime ricerche.Ùn ci hè micca"super materiale" chì pò bluccà totalmente a fuga termica.Hè bisognu di parechji esperimenti per uttene e migliori suluzioni.