Thermal Runaway: Self-Heating Reaction chains & key triggers
Hitahlaup innlitíum-rafhlöðufrumurtáknar sjálf-viðhaldandi jákvæða endurgjöf sem knúin er áfram af útverma hvarfkeðjum. Þegar innra hitastig hækkar koma af stað önnur útverma viðbrögð sem gefa frá sér viðbótarhita sem hækkar hitastigið enn frekar og virkjar alvarlegri efnaviðbrögð. Ef ekki er hakað við, leiðir þetta stigvaxandi sjálfhitunarfyrirbæri óhjákvæmilega til skelfilegrar bilunar, þar á meðal mikilla elda eða sprenginga.
Þetta hættulega ferli stafar af þremur aðal misnotkunarháttum: vélrænni misnotkun (td ígengni við nögl, alvarleg högg eða kram), rafmagnsmisnotkun (svo sem ofhleðsla, of-afhleðsla eða ytri skammhlaup) og hitauppstreymi (útsetning fyrir háum umhverfishita eða bilun í kælikerfi). Meðal þeirra eru innri skammhlaup lúmskur og hættulegasti bilunarhamurinn þar sem staðbundnir gallar fara oft framhjá stöðluðu uppgötvuninni þar til óviðráðanleg hitamyndun er þegar hafin.
Þriggja-niðurbrotsferill í litíum-jónafrumum
Framvindan í átt að hitauppstreymi þróast yfir þrjá mismunandi hitaþröskulda. Upphafsáfanginn byrjar í kringum 90–120 gráður með niðurbroti á millifasa (SEI) lagsins. Þetta niðurbrot losar hita og afhjúpar hvarfgjarna rafskautsyfirborðið beint fyrir lífræna raflausnina, sem flýtir fyrir hitaóstöðugleika í grunnlínu innan frumubyggingarinnar.
Í öðru þrepinu (120–200 gráður) bregst óvarinn rafskautið kröftuglega við raflausnina á meðan skiljan byrjar að bráðna (pólýetýlenskiljur hrynja venjulega nálægt 130 gráður). Þetta bilun leiðir til útbreiddrar innri skammhlaups og hröðrar aukningar á innri viðnámi.
Eftir 200 gráður tekur þriðja stigið við: bakskautsefni brotna niður og gefa frá sér súrefni, sem kallar fram hörð brunahvörf við raflausnina. Tímabundin varmaframleiðsla á þessum mikilvæga áfanga getur samstundis náð kílóvattastigi.
BMS snemmbúin viðvörun og kerfis-öryggisaðferðir
Til að draga úr þessari áhættu treysta rafhlöðustjórnunarkerfi (BMS) á rauntímavöktun á tilteknum einkennandi breytum. Kjarnagreiningarmælingar innihalda skyndilegt spennufall, gasmyndunarþrýsting og bratta hitastigshækkun. Að bera kennsl á þessar fyrstu vísbendingar veitir mikilvægan leiðtíma til að gefa út öryggisviðvaranir áður en varmaútbreiðsla dreifist um eininguna.