లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ థర్మల్ రన్‌అవే మరియు మెటీరియల్ విశ్లేషణ

నేడు, వివిధ కార్ కంపెనీలు పవర్ బ్యాటరీలలో లిథియం బ్యాటరీలను పెద్ద ఎత్తున ఉపయోగిస్తున్నాయి మరియు శక్తి సాంద్రత పెరుగుతోంది, కానీ ప్రజలు ఇప్పటికీ పవర్ బ్యాటరీల భద్రతతో రంగులో ఉన్నారు మరియు బ్యాటరీల భద్రతకు ఇది మంచి పరిష్కారం కాదు. థర్మల్ రన్‌అవే అనేది పవర్ బ్యాటరీ భద్రత యొక్క ప్రధాన పరిశోధన వస్తువు, మరియు దానిపై దృష్టి పెట్టడం విలువ.

ముందుగా, థర్మల్ రన్‌అవే అంటే ఏమిటో అర్థం చేసుకుందాం. థర్మల్ రన్‌అవే అనేది వివిధ ట్రిగ్గర్‌ల ద్వారా ప్రేరేపించబడిన ఒక గొలుసు ప్రతిచర్య దృగ్విషయం, దీని ఫలితంగా తక్కువ సమయంలోనే బ్యాటరీ విడుదల చేసే పెద్ద మొత్తంలో వేడి మరియు హానికరమైన వాయువులు ఏర్పడతాయి, దీని వలన బ్యాటరీ మంటల్లో చిక్కుకుని తీవ్రమైన సందర్భాల్లో పేలిపోతుంది. థర్మల్ రన్‌అవే సంభవించడానికి అనేక కారణాలు ఉన్నాయి, అవి వేడెక్కడం, ఓవర్‌ఛార్జింగ్, అంతర్గత షార్ట్ సర్క్యూట్, ఢీకొనడం మొదలైనవి. బ్యాటరీ థర్మల్ రన్‌అవే తరచుగా బ్యాటరీ సెల్‌లోని నెగటివ్ SEI ఫిల్మ్ కుళ్ళిపోవడంతో ప్రారంభమవుతుంది, తరువాత డయాఫ్రాగమ్ కుళ్ళిపోవడం మరియు కరిగిపోవడం జరుగుతుంది, ఫలితంగా నెగటివ్ ఎలక్ట్రోడ్ మరియు ఎలక్ట్రోలైట్ ఏర్పడతాయి, తరువాత పాజిటివ్ ఎలక్ట్రోడ్ మరియు ఎలక్ట్రోలైట్ రెండూ కుళ్ళిపోతాయి, తద్వారా పెద్ద ఎత్తున అంతర్గత షార్ట్ సర్క్యూట్‌ను ప్రేరేపిస్తుంది, దీనివల్ల ఎలక్ట్రోలైట్ కాలిపోతుంది, ఇది ఇతర కణాలకు వ్యాపిస్తుంది, తీవ్రమైన థర్మల్ రన్‌అవేకు కారణమవుతుంది మరియు మొత్తం బ్యాటరీ ప్యాక్ ఆకస్మిక దహనాన్ని ఉత్పత్తి చేయడానికి అనుమతిస్తుంది.

థర్మల్ రన్అవే కారణాలను అంతర్గత మరియు బాహ్య కారణాలుగా విభజించవచ్చు. అంతర్గత కారణాలు తరచుగా అంతర్గత షార్ట్ సర్క్యూట్ల వల్ల సంభవిస్తాయి; బాహ్య కారణాలు యాంత్రిక దుర్వినియోగం, విద్యుత్ దుర్వినియోగం, ఉష్ణ దుర్వినియోగం మొదలైన వాటి వల్ల సంభవిస్తాయి.

బ్యాటరీ యొక్క సానుకూల మరియు ప్రతికూల టెర్మినల్స్ మధ్య ప్రత్యక్ష సంబంధం అయిన అంతర్గత షార్ట్ సర్క్యూట్, సంపర్క స్థాయి మరియు తదుపరి ప్రతిచర్య ప్రేరేపించబడిన స్థాయిలో చాలా తేడా ఉంటుంది. సాధారణంగా యాంత్రిక మరియు ఉష్ణ దుర్వినియోగం వల్ల కలిగే భారీ అంతర్గత షార్ట్ సర్క్యూట్ నేరుగా థర్మల్ రన్‌అవేను ప్రేరేపిస్తుంది. దీనికి విరుద్ధంగా, వాటంతట అవే అభివృద్ధి చెందే అంతర్గత షార్ట్ సర్క్యూట్‌లు చాలా తక్కువగా ఉంటాయి మరియు అది ఉత్పత్తి చేసే వేడి చాలా తక్కువగా ఉంటుంది, అది వెంటనే థర్మల్ రన్‌అవేను ప్రేరేపించదు. అంతర్గత స్వీయ-అభివృద్ధిలో సాధారణంగా తయారీ లోపాలు, పెరిగిన అంతర్గత నిరోధకత వంటి బ్యాటరీ వృద్ధాప్యం వల్ల కలిగే వివిధ లక్షణాల క్షీణత, దీర్ఘకాలిక తేలికపాటి దుర్వినియోగం వల్ల కలిగే లిథియం మెటల్ నిక్షేపాలు మొదలైనవి ఉంటాయి. సమయం పెరిగేకొద్దీ, అటువంటి అంతర్గత కారణాల వల్ల కలిగే అంతర్గత షార్ట్ సర్క్యూట్ ప్రమాదం క్రమంగా పెరుగుతుంది.

యాంత్రిక దుర్వినియోగం అంటే, బాహ్య శక్తి ప్రభావంతో లిథియం బ్యాటరీ మోనోమర్ మరియు బ్యాటరీ ప్యాక్ యొక్క వైకల్యం మరియు దానిలోని వివిధ భాగాల సాపేక్ష స్థానభ్రంశం. విద్యుత్ ఘటానికి వ్యతిరేకంగా ఉన్న ప్రధాన రూపాల్లో ఢీకొనడం, వెలికితీత మరియు పంక్చర్ ఉన్నాయి. ఉదాహరణకు, వాహనం అధిక వేగంతో తాకిన ఒక విదేశీ వస్తువు నేరుగా బ్యాటరీ యొక్క అంతర్గత డయాఫ్రాగమ్ కూలిపోవడానికి దారితీసింది, దీని ఫలితంగా బ్యాటరీలో షార్ట్ సర్క్యూట్ ఏర్పడింది మరియు తక్కువ వ్యవధిలో ఆకస్మిక దహనం జరిగింది.

లిథియం బ్యాటరీల విద్యుత్ దుర్వినియోగంలో సాధారణంగా బాహ్య షార్ట్ సర్క్యూట్, ఓవర్‌ఛార్జ్, ఓవర్ డిశ్చార్జ్ వంటి అనేక రూపాలు ఉంటాయి, ఇవి థర్మల్ రన్‌అవే నుండి ఓవర్‌ఛార్జ్ వరకు అభివృద్ధి చెందే అవకాశం ఉంది. డిఫరెన్షియల్ ప్రెజర్ ఉన్న రెండు కండక్టర్లను సెల్ వెలుపల కనెక్ట్ చేసినప్పుడు బాహ్య షార్ట్ సర్క్యూట్ సంభవిస్తుంది. బ్యాటరీ ప్యాక్‌లలోని బాహ్య షార్ట్‌లు వాహనాల ఢీకొనడం, నీటిలో మునిగిపోవడం, కండక్టర్ కాలుష్యం లేదా నిర్వహణ సమయంలో విద్యుత్ షాక్ వల్ల కలిగే వైకల్యం వల్ల సంభవించవచ్చు. సాధారణంగా, బాహ్య షార్ట్ సర్క్యూట్ నుండి విడుదలయ్యే వేడి బ్యాటరీని పంక్చర్ కాకుండా వేడి చేయదు. బాహ్య షార్ట్ సర్క్యూట్ మరియు థర్మల్ రన్‌అవే మధ్య ముఖ్యమైన లింక్ ఏమిటంటే, వేడెక్కే స్థాయికి చేరుకునే ఉష్ణోగ్రత. బాహ్య షార్ట్ సర్క్యూట్ ద్వారా ఉత్పత్తి అయ్యే వేడిని బాగా వెదజల్లలేనప్పుడు బ్యాటరీ ఉష్ణోగ్రత పెరుగుతుంది మరియు అధిక ఉష్ణోగ్రత థర్మల్ రన్‌అవేను ప్రేరేపిస్తుంది. అందువల్ల, షార్ట్-సర్క్యూట్ కరెంట్‌ను కత్తిరించడం లేదా అదనపు వేడిని వెదజల్లడం అనేది బాహ్య షార్ట్ సర్క్యూట్ మరింత నష్టాన్ని కలిగించకుండా నిరోధించే మార్గాలు. శక్తితో నిండినందున, ఓవర్‌ఛార్జింగ్ అనేది విద్యుత్ దుర్వినియోగం యొక్క అత్యధిక ప్రమాదాలలో ఒకటి. వేడి మరియు వాయువు ఉత్పత్తి ఓవర్‌చార్జింగ్ ప్రక్రియ యొక్క రెండు సాధారణ లక్షణాలు. వేడి ఉత్పత్తి ఓహ్మిక్ వేడి మరియు సైడ్ రియాక్షన్‌ల నుండి వస్తుంది. మొదట, అధిక లిథియం ఎంబెడ్డింగ్ కారణంగా ఆనోడ్ ఉపరితలంపై లిథియం డెండ్రైట్‌లు పెరుగుతాయి.