विहंगावलोकन

लिथियम-आयन बॅटरीमुळे होणाऱ्या अधिक अपघातांमुळे, लोकांना बॅटरी थर्मल पळून जाण्याबद्दल अधिक काळजी वाटते, कारण एका सेलमध्ये होणारी थर्मल रन अवे इतर पेशींमध्ये उष्णता पसरवू शकते, ज्यामुळे संपूर्ण बॅटरी सिस्टम बंद होते.

पारंपारिकपणे आम्ही चाचण्यांदरम्यान गरम, पिनिंग किंवा ओव्हरचार्ज करून थर्मल रन अवे ट्रिगर करू. तथापि, या पद्धती निर्दिष्ट सेलमध्ये थर्मल रनअवे नियंत्रित करू शकत नाहीत किंवा बॅटरी सिस्टमच्या चाचण्यांदरम्यान ते सहजपणे लागू केले जाऊ शकत नाहीत. अलीकडे लोक थर्मल रनअवे ट्रिगर करण्यासाठी नवीन पद्धत विकसित करत आहेत. नवीन IEC 62619: 2022 मधील प्रसार चाचणी हे एक उदाहरण आहे आणि भविष्यात या पद्धतीचा व्यापक वापर होईल असा अंदाज आहे. हा लेख संशोधनाधीन असलेल्या काही नवीन पद्धतींचा परिचय करून देण्यासाठी आहे.

लेझर रेडिएशन:

लेसर किरणोत्सर्ग म्हणजे उच्च उर्जेच्या लेसर पल्ससह लहान क्षेत्र गरम करणे. उष्णता सामग्रीच्या आत आयोजित केली जाईल. वेल्डिंग, कनेक्टिंग आणि कटिंगसारख्या सामग्री प्रक्रियेच्या क्षेत्रात लेझर रेडिएशनचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो. सामान्यतः खालील प्रकारचे लेसर आहेत:

• CO₂लेसर: कार्बन डायऑक्साइड आण्विक वायू लेसर
• सेमीकंडक्टर लेसर: डायोड लेसर GaAs किंवा CdS चे बनलेले
• YAG लेसर: यट्रियम ॲल्युमिनियम गार्नेटपासून बनवलेले सोडियम लेसर
• ऑप्टिकल फायबर: दुर्मिळ पृथ्वी घटकासह ग्लास फायबरपासून बनविलेले लेसर

काही संशोधक वेगवेगळ्या पेशींवर चाचणी करण्यासाठी 40W, 1000nm तरंग लांबी आणि 1mm व्यासाचा लेसर वापरतात.

ट्रिगर न झालेल्या सेलवर सीटी स्कॅन केल्यावर, पृष्ठभागावरील छिद्राशिवाय कोणताही संरचनात्मक प्रभाव नसल्याचे आढळून येते. याचा अर्थ लेसर दिशात्मक आणि उच्च-शक्ती आहे आणि गरम क्षेत्र अचूक आहे. त्यामुळे चाचणीसाठी लेसर हा एक चांगला मार्ग आहे. आपण व्हेरिएबल नियंत्रित करू शकतो, आणि इनपुट आणि आउटपुट उर्जेची अचूक गणना करू शकतो. दरम्यान, लेसरमध्ये जलद गरम करण्यासारखे आणि अधिक नियंत्रण करण्यासारखे गरम आणि पिनिंगचे फायदे आहेत. लेसरचे अधिक फायदे आहेत जसे:

• हे थर्मल रनअवे ट्रिगर करू शकते आणि शेजारच्या पेशी गरम करणार नाही. थर्मल संपर्क कार्यक्षमतेसाठी हे चांगले आहे

• हे अंतर्गत कमतरता उत्तेजित करू शकते

• हे थर्मल रनअवे ट्रिगर करण्यासाठी कमी वेळेत कमी ऊर्जा आणि उष्णता इनपुट करू शकते, ज्यामुळे चाचणी चांगल्या प्रकारे नियंत्रणात राहते.

थर्माइट प्रतिक्रिया:

थर्माईटची प्रतिक्रिया म्हणजे उच्च तापमानात मेटलिक ऑक्साईडशी प्रतिक्रिया करण्यासाठी ॲल्युमिनियम बनवणे आणि ॲल्युमिनियम ॲल्युमिनियम ऑक्साईडमध्ये स्थानांतरित होईल. ॲल्युमिनियम ऑक्साईडच्या निर्मितीची एन्थॅल्पी खूप कमी आहे (-1645kJ/mol), त्यामुळे ते जास्त उष्णता निर्माण करेल. थर्माइट मटेरियल उपलब्ध आहे, आणि भिन्न सूत्र भिन्न प्रमाणात उष्णता निर्माण करू शकते. म्हणून संशोधक थर्माइटसह 10Ah पाउचची चाचणी सुरू करतात.

थर्माईट सहजपणे थर्मल रनअवे ट्रिगर करू शकतो, परंतु थर्मल इनपुट नियंत्रित करणे सोपे नाही. संशोधक एक थर्मल रिॲक्टर डिझाइन करण्याचा प्रयत्न करीत आहेत जे सीलबंद आणि उष्णता केंद्रित करण्यास सक्षम आहे.

उच्च-शक्ती क्वार्ट्ज दिवा:

सिद्धांत: सेलखाली उच्च-शक्तीचा क्वार्ट्ज दिवा ठेवा आणि सेल आणि दिवा प्लेटसह वेगळे करा. प्लेटला छिद्राने ड्रिल करणे आवश्यक आहे, जेणेकरून उर्जा आचरणाची हमी मिळेल.

चाचणी दर्शवते की थर्मल रनअवे ट्रिगर करण्यासाठी खूप उच्च शक्ती आणि बराच वेळ लागतो आणि थर्मल समान रीतीने श्रेणीबद्ध नाही. याचे कारण असे असू शकते की क्वार्ट्जचा प्रकाश हा दिशात्मक प्रकाश नसतो आणि उष्णतेचे जास्त नुकसान यामुळे थर्मल रनअवेला तंतोतंत चालना मिळत नाही. दरम्यान ऊर्जा इनपुट अचूक नाही. आदर्श थर्मल रनअवे चाचणी म्हणजे ट्रिगरिंग एनर्जी आणि कमी अतिरिक्त इनपुट मूल्य नियंत्रित करणे, चाचणी परिणामाचा प्रभाव कमी करणे. त्यामुळे क्वार्ट्ज दिवा सध्या उपयुक्त नाही असा निष्कर्ष आपण काढू शकतो.

निष्कर्ष:

सेल थर्मल रनअवे ट्रिगर करण्याच्या पारंपारिक पद्धतीच्या तुलनेत (जसे गरम करणे, ओव्हरचार्ज करणे आणि भेदक करणे), लेसर प्रसार हा अधिक प्रभावी मार्ग आहे, लहान गरम क्षेत्र, कमी इनपुट ऊर्जा आणि कमी ट्रिगर वेळ. हे मर्यादित क्षेत्रावरील उच्च प्रभावी ऊर्जा इनपुटमध्ये योगदान देते. ही पद्धत IEC ने सुरू केली आहे. अनेक देश ही पद्धत विचारात घेतील अशी अपेक्षा आपण करू शकतो. तथापि ते लेसर उपकरणांवर उच्च आवश्यकता वाढवते. यासाठी योग्य लेसर स्रोत आणि रेडिएशन-प्रूफ उपकरणे आवश्यक आहेत. सध्या थर्मल रनअवे चाचणीसाठी पुरेशी प्रकरणे नाहीत, या पद्धतीची अद्याप पडताळणी आवश्यक आहे.