Трубчатый холдер для аккумуляторов

[Иван Сусанин]

может родич какой то

однокашник

[yurgen]

помоему он нас всех тут тролит
и весьма удачно

польза ведь всеодно есть.
я к примеру узнал таки  какое конкретно сопротивление имеет оксид серебра.
То что большое я догадывался , но что 10 в 10 степени  Ом *м  , не знал.

[Татос]

[user]yurgen[/user], я уже не знаю кому верить. Начал шерстить , половина пишет так другая по другому. Вот например
Родштейн Л.П. Электрические аппараты в конце 46 страницы.  Или вот учебник Сипайлова Н.Ю. Электрические и электронные аппараты. Проектирование - на 54 странице. Вся книга не влезает во вложение, вот выдержка. В общем бред какой-то.

[yurgen]

Та не, не бред , авторы разные бывают, и свою литературу пишут для разных категорий читателей.
Я обычно доверяю только справочной литературе , там где конкретные цифры приводят , а не блаблабла.
Суть то может быть вовсе не в оксиде серебра,  а скорее в сульфиде.
именно он образуется при  длительном нахождении на воздухе.
Много раз приходилось наблюдать отказы апаратуры и  зачищать контакты в релюшках  РЭС 9 , РЭС-6 .... ,  которые имели чисто серебрянные контакты .
Они были сплош черными. Даже с ЗИПа  ( тесть новые , с хранения ).
А вот эти же релюхи но  другой серии , с палладиевыми контактами , работали безотказно. Ну и тем более с золотыми , или платиновыми .

[parenissibiri]

Электротехника,- наука о контактах, милейший.
Мой старенький преподаватель (кандидат наук) Любимую указку об вашу голову сломал-бы. И был-бы прав.
А вам, стесняюсь спросить, - сколько лет? У тёщи на родине,-  въ...л самогонный аппарат у местного поставщика, вызвав коллапс по всей деревне. Там было и охлаждение продвинутое, и змеевик стоял "брендовый" наверняка.
Как пишут в материалах дела, -реакция надегустировавшегося деда-смотрителя, неконтролируемая, и приводит (неизбежно) к саморазгону коллайдера, и единственный способ её остановить,- это остановить процесс. Но на это капитал пойтить не смог.

Возраст у меня указан в профиле.

Вас какой то теоретик учил указкой по голове?)) Вам тысячи раз уже было объяснено что контакт будет, вы опять свою волынку затягиваете.. и будет он получше двух сварных точек.
Добавлено 26 Окт. 2022 в 03:13

Много раз приходилось наблюдать отказы апаратуры и  зачищать контакты в релюшках  РЭС 9 , РЭС-6 .... ,  которые имели чисто серебрянные контакты .
Они были сплош черными. Даже с ЗИПа  ( тесть новые , с хранения )

По моему опыту автоэлектрики самые лучшие контакты были посеребренные в условиях московских реагентов, всякие обмедненные и прочие быстро рассыпались и от них горели фонари.

[parenissibiri]

вместе с медведем в кабине...
а электродвигатель если не охлаждать - заклинит

я просто дальше буду читать и ржать

Если на электродвигатель мощностью 20 киловатт подать 100 киловатт, то он сгорит. Если ему сделать жидкостное охлаждение, то он будет работать без перегрева на высоких токах. Так в Теслах единой системой охлаждения соединены батарея, инвертор, электродвигатели и поднят вольтаж батареи с инвертором для уменьшения сечения проводов и возможности применения асинхронных двигателей. на бортовую сеть там стоит обычный аккумулятор..

ЗЫ Так разгоняют процессоры компьютеров на водянке, так работают суперкомпьютеры на иммерсионном погружном охлаждении.

[PaYAlnik]

объяснено что контакт будет, вы опять свою волынку затягиваете.. и будет он получше двух сварных точек

Вы путаете объяснения с обещаниями. А пустым обещаниям здесь не очень верят. Особенно когда за ними жажда наживы очень так очевидно просвечивает.

на иммерсионном погружном

Сразу видно, что поциент даже не понимает смысла красивых слов, которые использует.

[parenissibiri]

Вы путаете объяснения с обещаниями. А пустым обещаниям здесь не очень верят. Особенно когда за ними жажда наживы очень так очевидно просвечивает.

Все мои решения и схемы в области теплотехники, электрики, радиолокации работают годами без сбоев. Некоторые тоже критиковались дипломированными скептиками. Я стараюсь закладывать многократный запас прочности в свои конструкции и максимально упрощать схему.

[parenissibiri]

Сразу видно, что поциент даже не понимает смысла красивых слов, которые использует.

Жидкостное охлаждение сейчас наиболее верный способ решить проблему перегрева батарей при снятии больших токов. Все производители идут этим путем. Лучше сделать надежную конструкцию чем обвешаться кучей защит и ограничителей при хлипкой конструкции.

Предлагаемый холдер дает простор для творчества, ещё раз напоминаю это просто герметичный пожаробезопасный корпус с регулируемыми контактами, а как вы его будете охлаждать и защищать это уже на ваше усмотрение.

[PaYAlnik]

Предлагаемый холдер дает простор для творчества,

Проблема сего поделия как полуфабриката в том, что при допиливании его до сколько-нибудь годного решения от исходника останется чуть меньше, чем ничего. Кроме того, человек, способный допилить ЭТО, спокойно сам соберет такую конструкцию даже без 3D-принтеров.

герметичный

А вот это - уже откровенная ложь. Пруф - ваше собственное фото.

[parenissibiri]

Проблема сего поделия как полуфабриката в том, что при допиливании его до сколько-нибудь годного решения от исходника останется чуть меньше, чем ничего. Кроме того, человек, способный допилить ЭТО, спокойно сам соберет такую конструкцию даже без 3D-принтеров.А вот это - уже откровенная ложь. Пруф - ваше собственное фото.

В чем ложь то? Труба герметичная, контакты залиты компаундом. Контакты закручиваются по резьбе. Полная герметичность.

[parenissibiri]

небольшой ликбез по нагреву литиевых батарей.

Влияние условий термического воздействия на тепловой разгон цилиндрической литий-ионной батареи NCA 18650

Спойлер

Аннотация
В системах хранения энергии и электромобилях, использующих литий-ионные аккумуляторы, внутреннее короткое замыкание или тепловой разгон (TR) могут привести к несчастным случаям, связанным с пожаром. В частности, в условиях отсутствия кислорода в результате TR может распространиться пожар. В этом исследовании был проведен эксперимент TR на никель–кобальтово–алюминиевой цилиндрической литий-ионной батарее 18650 с помощью теплопроводности. Время, необходимое для достижения TR (диапазон температур: 250-500 ° C), было значительно сокращено примерно с 1200 с до 1 с. Скорость химической реакции при тепловом разгоне была классифицирована в зависимости от температуры на два глобальных механизма и применена к уравнению Аррениуса, что привело к корреляции между температурой пластины (TP) и разница во времени в три раза Δt (т.е., t1−t0 или t2−t0). В результате энергия активации для общей реакции TR была оценена в 39,9 кДж / моль. Кроме того, время гарантии безопасности, предусмотренное правилами безопасности для автомобильных аккумуляторов, составляет 5 минут; анализ результатов эксперимента показывает, что могут быть выполнены следующие условия: TP = 308,4 ° C, Δ t (t1−t0) = 5 мин; TP = 326,2 ° C, Δ t (t2−t0) = 5 мин. Результаты эксперимента дают научную основу для прогнозирования времени возникновения TR и установления стандартов безопасности.
Ключевые слова: литий-ионный аккумулятор; тепловой разгон; термическое воздействие; Корреляция Аррениуса; энергия активации
1. Введение
Литий-ионная батарея - это вторичная батарея, которую можно непрерывно использовать во время зарядки. Эта технология выгодна с точки зрения ее высокой плотности энергии и мощности, а также низкого коэффициента саморазряда [1,2]. Следовательно, спрос на литий-ионные аккумуляторы быстро растет в различных областях, таких как автомобильная и электронная продукция. Литий-ионные батареи также используются в качестве эффективных систем энергоснабжения для перехода на углеродно-нейтральный режим [3]. Системы накопления энергии применяются на небольших объектах для обеспечения стабильного электроснабжения с распределенной выработкой электроэнергии [4,5,6]. Международное энергетическое агентство опубликовало отчет о разработке дорожной карты для энергетического сектора с учетом серьезности глобального изменения климата [7]. Поэтому во всем мире все больший интерес вызывает переход к углеродно-нейтральным стратегиям внедрения, системам хранения и снабжения энергией.
Недавно короткое замыкание и последующая реакция теплового разгона (TR) литий-ионной батареи привели к серьезной аварии, связанной с пожаром; это событие показывает проблему обеспечения стабильности этих типов батарей. Реакция TR происходит из-за различных вызывающих веществ с помощью сложных механизмов [8,9,10]. Например, литий-ионная батарея в основном состоит из катода (CA), анода (AN), сепаратора и электролита (ELE); каждый компонент обладает высокой реакционной способностью и включает в себя горючий электролит. Различные условия злоупотребления литий-ионными батареями приводят к внутреннему и внешнему короткому замыканию, выбросу горючего электролита, саморазогреву батареи, пламени и пожару [11]. Кроме того, в электромобилях аккумуляторный модуль включает в себя несколько литий-ионных аккумуляторных батарей, и одна из этих батарей может столкнуться с аномальным TR. Соответственно, распространение TR на соседние объекты весьма вероятно и вызовет цепную аварию с тепловым разгоном с участием большого количества элементов батареи. Безопасность пассажиров в электромобилях имеет первостепенное значение, и для предотвращения несчастных случаев, вызванных TR в батареях, стандартное время безопасности является решающим фактором.
В 2020 году, поскольку число аварий, связанных с электромобилями, вызванных TR литий-ионных аккумуляторов, в Китае быстро увеличилось, были введены в действие требования к тяговым аккумуляторам для электромобилей GB 38031-2020. В них указано, что вредный газ, включая газообразный электролит, не должен попадать в транспортное средство в течение как минимум 5 минут после возникновения и обнаружения неисправности в аккумуляторе.
С этой точки зрения в нескольких странах разработаны стратегии тушения пожаров, и активно проводятся исследования для диагностики ненормального состояния батареи путем предварительного измерения и определения различных факторов, таких как напряжение и температура, для предотвращения пожаров, вызванных TR. Однако в настоящее время не существует технически обоснованных альтернатив для подавления этого явления TR [12,13,14]. В случае самонагрева существует ограничение на подавление TR исключительно с помощью предварительной диагностики батареи и контроля кислорода окружающей среды [15]; кроме того, подавление TR является сложной задачей, пока батарея или горючий материал не сгорели полностью. Как упоминалось ранее, TR батареи обусловлен сложными причинами, такими как электрические, физические и химические воздействия, в отличие от того, что наблюдается при обычных авариях, связанных с пожарами. Таким образом, определение механизма TR имеет важное значение для создания стабильной системы энергоснабжения с использованием литий-ионных батарей.
Причины TR в литий-ионных аккумуляторах могут быть в основном классифицированы как короткие замыкания, вызванные физическим повреждением или проникновением, воздействием высокой температуры и перезарядкой. TR - это явление, при котором электрическая и химическая энергия преобразуется в тепловую энергию и тесно связана с реакциями горения. Недавно исследование характеристик TR выявило основной механизм, который характеризуется изменениями в структуре вторичной батареи, компонента катодного материала, материала анода и состояния заряда (SOC) [16]. Однако существует ограничение, заключающееся в том, что взаимосвязь между факторами, влияющими на TR батареи, не ясна. Среди таких факторов в качестве основной причины TR было определено внутреннее короткое замыкание в литий-ионных батареях, и сообщалось о корреляции между внутренними электродами и TR, результатом воздействия высокой температуры.
Была проанализирована корреляция между различными факторами, касающимися электрода и TR. Например, сообщалось, что TR в батарее возникает даже при отсутствии внутреннего короткого замыкания; таким образом, скрытый механизм запуска TR был идентифицирован как химические перекрестные помехи между катодом и анодом [17]. Кроме того, были приняты стратегии для определения корреляции между TR и различными факторами, такими как оценка плотности энергии батареи путем анализа корреляции между монооксидом углерода (CO) и диоксидом углерода (CO2). Кроме того, был проведен численный анализ теплопередачи на соседние окружающие ячейки во время TR одного объекта в модулях, включающих несколько ячеек, и результаты представлены в литературе [18]. Корреляцию между внутренними состояниями (фактором) батареи, которая была исследована в предыдущих исследованиях, и TR можно кратко резюмировать следующим образом:
f (TP, S O C,O2, C A, A N, E L E,⋯) → T R (T, t)
(1)
В предыдущих исследованиях не было четкой корреляции между TR, возникающим в батареях, и временем, в частности, влиянием постоянного нагрева при определенной температуре на фактор, а именно время TR. По сообщениям, TR произошел при температуре около 200 ° C в никель–кобальт–марганцевой литий-ионной батарее, которую нагревали в течение приблизительно 4 часов со скоростью увеличения температуры 0,01 ° C / мин [16,18]. Однако эксперимент с TR в этих условиях может столкнуться с TR при относительно низкой температуре из-за низкой скорости приращения температуры и накопления тепловой энергии. Кроме того, этот подход также имеет определенные ограничения с точки зрения прогнозирования времени, необходимого для цепного TR и взрывов, возникающих в результате передачи тепла соседним компонентам. Предыдущие исследования были сосредоточены на исследовании, позволяющем четко определить температуру образования вентиляционных отверстий (T1), повышение температуры при быстром нагреве (T2) и максимальную температуру теплового разгона (T3) в случае TR путем постепенного повышения температуры окружающей среды батареи с помощью калориметрии с ускоренной скоростью. Из-за ограниченности существующего метода исследования может быть сложно установить стандарты безопасности для обеспечения безопасного времени, когда в батарейных модулях, используемых в системах хранения энергии или электромобилях, происходит авария, связанная с TR. В этом исследовании на основе теплопроводности исследуется взаимосвязь между временем TR и температурой, прилегающей к элементу батареи.
Время TR было получено путем короткого замыкания элемента, и соответствующие критерии тенденций безопасности были установлены с учетом результатов недавних исследований, касающихся электролита и TR после очередного истечения времени, что было признано важным фактором для установления стандартов безопасности. В этом исследовании была предпринята попытка получить корреляцию в отношении температуры TR. Изменение характеристик TR наблюдалось при разработке метода и устройства для эксперимента с термическим ударом и применении определенной температуры TP литий-ионной батареи никель–кобальт-алюминий (NCA).Наконец, предлагается новый стандарт для характеристики влияния на время TR для TP.
2. Материалы и методы
2.1. Экспериментальная методология
Для характеристики влияния условий термического воздействия на TR был рассмотрен литий-ионный аккумулятор, используемый в различных электронных изделиях и электрических мотоциклах; он состоял из коммерчески доступного цилиндрического катодного материала на основе 18650 NCA (INR18650-35E, SAMSUNG SDI, Йонгин, Корея). Средняя масса 10 аккумуляторов составляла 48,33 (± 0,06) г. Согласно спецификации модели, номинальное напряжение составляет 3,6 В, с ограничениями напряжения 2,65–4,2 В, а максимальный ток для разряда-заряда составляет 8-2 А. Во время эксперимента модель регистратора данных (FW1020, Йокогава, Токио, Япония) использовалась для записи данных о температуре и напряжении батареи, и изображение было получено с помощью камеры (HERO 10, GoPro, Сан-Матео, Калифорния, США) для наблюдения за TR литий-ионного аккумулятора.батарея в режиме реального времени. Была установлена камера из армированного стекла для предотвращения любых несчастных случаев, вызванных повреждением окружающей среды. Эффект сгорания газа, выделяющегося после TR, был сведен к минимуму путем подачи азота (99,9%), а не воздуха, при расходе 25 л / мин с использованием регулятора массового расхода (LINE-TECH, Тэджон, Корея).
Экспериментальные методы можно разделить на два типа: тепловой удар батареи для предварительной зарядки аккумулятора и моделирование TR. Напряжение разомкнутой цепи батареи (OCV) является важной информацией при оценке SOC батареи, а SOC батареи можно оценить с помощью кривой OCV-SOC [19]. Поэтому кривая OCV-SOC была получена с использованием системы тестирования батареи (BTS4000-5V6A, Nweare, Шэньчжэнь, Китай). OCV заряжался примерно до 4,05 (± 0,01) В при всех экспериментальных условиях. Когда диапазон напряжения батареи составлял от 2,7 до 4,2 В, напряжение OCV составляло 4,05 В, что соответствует примерно 93,3% SOC. Для точного измерения OCV для оценки SOC требуется время отдыха не менее 30 минут. После зарядки заряд стабилизировался примерно на 30 минут или более; впоследствии был проведен эксперимент TR. Как показано наРисунок 1, для эксперимента с термическим ударом на батарее, пластинчатый нагреватель на основе глиноземной керамики (размеры: 15 мм × 70 мм × 6 мм), регулятор температуры (TC200P, Misung Scientific, Yangju, SKorea) и термопара K-типа были быстро нагреты до TP 250-550 ° C для нагрева батареи.
Аккумуляторы 08 00196 g001 550Рисунок 1. (а) экспериментальное устройство и (б) его схема для теплового разгона литий-ионной батареи.
2.2. Химико-кинетический анализ для корреляции Аррениуса
Целью данного исследования является анализ замены химической кинетики во время TR в зависимости от температуры поверхности пластины. Несколько исследований были сосредоточены на численном моделировании TR в батареях. Хотя в нескольких исследованиях сообщается о механизмах реакции, связанных с TR батареи, исследования, посвященные кинетике, дающие простую характеристику фактического TR батареи, еще предстоит выполнить, и внутренний механизм, управляющий этим явлением, остается неизвестным.
В этом исследовании предполагается, что механизмы работы батареи можно разделить на две глобальные реакции во время TR. Первая реакция начинается при TP, то есть, когда сырье литий-ионной батареи начинает подвергаться термическому воздействию и продолжается до t0, то есть, когда газообразный электролит начинает выделяться (t1). Вторая реакция протекает в два периода времени, с момента завершения первой реакции (t1) до момента, когда скорость нагрева батареи составляет 1 °C / с (t2). Разница во времени TR, Δ t (tj−ti), может быть выражено в зависимости от температуры с использованием кинетики химической реакции, выраженной уравнением Аррениуса. Как показано в уравнении (2), постоянная скорости существующего уравнения Аррениуса определяется как энергия активации (Ea), температура (T), и газовая постоянная (R) [20].
k (T) = Ae−Ea / R T
(2)
−ra=d (реагент  A) dt≈Δ (реагент A) δt = k (T )[CA]m[CB]n
(3)
В уравнении Аррениуса корреляционное уравнение (4), связывающее температуру пластины (TP) батареи на скорость реакции (r) из уравнения (3) можно вывести, связав TP Для Δ t (tj−ti) батареи TR.
ln (1δt)≈−EaRTP + b
(4)
2.3. Анализ газового состава TR
В зависимости от повышения внутренней температуры батареи во время TR может произойти испарение электролита и тепловое расширение. В этом исследовании состав TR-газа батареи анализируется в зависимости от температуры теплового удара TP. Анализатор газов высокой концентрации (MCA 100 SYN-P, ETG Risorse, Чивассо, Италия) использовался в режиме реального времени для измерения TR газа в батарее во время теплового разгона батареи. Этот метод анализа выполнял анализ углеводородов с высокой концентрацией (HC), CO2, CO, O2 и H2 газов в режиме реального времени, и можно было проводить измерения в процентах.Поскольку не было получено значительных результатов для концентраций O2 и H2, были проанализированы и обсуждены только газы HC, CO2 и CO в разделе "Результаты и обсуждение".
3. Результаты и обсуждения
3.1. Характеристики литий-ионных аккумуляторов в условиях термического воздействия
Эксперимент TR был проведен с использованием керамического нагревателя в широком диапазоне температур TP от 250 ° C до 500 ° C, чтобы получить корреляцию между TP и TR раз (t0, t1, t2и t3). На рисунке 2 и в таблице 1 представлены характеристики TR литий-ионных аккумуляторов с изменениями температуры пластины. Время t0 требовалось для достижения экспериментальной температуры, начиная с комнатной температуры. Например, t0 250 ° C составляет 37 с. Количество теплопередачи, передаваемой батарее, не учитывалось в течение соответствующего времени. Разница во времени, Δ t (t1−t0), от целевой температуры (t0) к выходу электролита (t1) относится к времени, необходимому для испарения электролита и выделения горючего газа, что является результатом увеличения внутреннего давления из-за тепла, передаваемого батарее после повышения температуры источника тепла. Этот параметр относится к времени, необходимому для выброса газовых веществ во внешнюю среду из системы хранения электроэнергии или аккумулятора, установленного на электромобиле. Как TP увеличено с 250 ° C до 500 ° C, Δ t (t1−t0) быстро уменьшился с максимального значения 780 с до 1 с. Экспериментальные результаты показывают, что когда литий-ионная батарея подвергается воздействию высокой температуры, вероятность достижения определенной температуры или выделения вредных газов, таких как электролиты, за короткое время высока.
Аккумуляторы 08 00196 g002 550Рисунок 2.Характеристики теплового разгона литий-ионных аккумуляторов при изменении температуры пластины.
Таблица 1.Изменения в состоянии литий-ионного элемента с течением времени при различных условиях термического воздействия.
Таблица
Разница во времени Δ t (t2−t1) относится ко времени, когда батарея достигает самонагрева после выделения газообразного электролита. Примечательно, что самонагрев батареи тесно связан с явлением TR и считается важным фактором. Аналогично, при повышении температуры разница во времени Δ t (t1−t0) быстро уменьшается, что означает, что батарея может достичь времени саморазогрева за короткий период. Кроме того, когда TP при температуре выше 500 ° C наблюдалось явление самонагрева до того, как испаренный электролит был достаточно разряжен.Предположительно, за короткое время может быть выделен высокий уровень энергии, если он реагирует с большим количеством оставшегося после этого газообразного электролита.
Термин Δ t (t3−t2) представляет время, необходимое батарее для достижения TR после самонагрева. В результате эксперимента для инициирования TR потребовалось короткое время, примерно 10 с, независимо от температурного режима. Поскольку температура быстро повышается с начальной точки самонагрева батареи и связана с TR, для контроля TR батареи требуются измерения времени до самонагрева. Наши экспериментальные результаты показывают, что общее изменение состояния батареи с течением времени, Δ t (t3−t0), связано с температурными условиями и существенно зависит от них; таким образом, время, необходимое для изменения состояния батареи, быстро уменьшается с повышением температуры. Поэтому большое количество соседних элементов, вероятно, приведет к цепной аварии. Учитывая этот ключевой аспект, несчастные случаи, связанные с пожарами, можно предотвратить, внедрив систему охлаждения батареи или поместив противовоспалительное средство между батареями.
Измеренные значения данных о температуре, расположенные в верхней части батареи, показаны на рисунке 3. Во время TR максимальная температура в верхней части батареи отличается для каждой батареи и температурного режима. Тем не менее, температурный диапазон, в котором часто возникает явление TR, был ниже температуры верхней части (Ttop) с температурой 160-170 ° C, расположенной дальше всего от источника тепла, независимо от времени и TP условия источника тепла. В частности, поскольку Ttop при приближении примерно к 160-170 ° C температура быстро повышается из-за тепла, выделяемого батареей, и явление TR прогрессирует. Как правило, в литий-ионных батареях используются сепараторы, изготовленные с использованием полимера из полиэтилена (PE) или полипропилена (PP), и такой выбор материалов приводит к TR; повреждение начинается при температуре примерно 130 ° C [21]. Кроме того, ожидается, что фактическая внутренняя температура батареи будет выше; тем не менее, эти данные, проверенные с помощью экспериментов, полезны для прогнозирования возможности разгона TR с помощью измерений внешней температуры. Поскольку температурный диапазон TR батареи может меняться в зависимости от внешнего вида и формы батареи, типа катодного материала и SOC, необходима дополнительная проверка.

Аккумуляторы 08 00196 g003 550 Рисунок 3. Температура верхней стороны элемента батареи с изменениями температуры пластины во время теплового разгона литий-ионных батарей.
Конкретные шаги во время процесса TR батареи в атмосфере азота для TP 250 ° C изображены на рисунке 4. На рисунке 4 a представлено первое явление сброса, которое является предшественником батареи TR. Высокая температура TP Температура = 250 ° C вызывает теплопроводность к батарее, что приводит к выделению внутреннего электролита. После этого температура самонагрева батареи быстро повышается (см. Рисунок 4 b), и батарея TR прекращает работу (см. Рисунок 4 e) после образования искры (см. Рисунок 4 c) и достижения максимального температурного диапазона (см. Рисунок 4 d). Повышенная внутренняя температура и давление в элементе батареи способствуют возникновению сильных взрывных сил во время процесса разогрева батареи. Ожидается, что внутреннее накопление и повышенное внутреннее давление будут напрямую влиять на взрывную силу, вызывающую сильное выделение искровых частиц (выброс PM во время TR) и структурную неисправность алюминиевого корпуса (см. Рисунок 4 c–e).
Аккумуляторы 08 00196 g004 550Рисунок 4.Последовательные процессы теплового разгона для литий-ионной батареи NCA при Tp = 250 ° C; (a) 1-й выпуск, (b) выпуск электролита, (c) искровая плазма, (d) максимальная температура, (e) состояние затишья и (f) конец TR.
3.2. Корреляция между временем автономной работы и кинетикой температурной реакции
Экспериментальные результаты разницы во времени TR батареи и целевой температуры пластины могут быть выражены с использованием уравнения корреляции (4). При температуре термического воздействия (TP), Δ t (tj−ti) указывает на разницу во времени со временем (t0), при котором достигается заданная температура пластины, до времени t1 из отверстия для отвода электролита; Δ t (t2−t1) подразумевает, что температура быстро повышается со времени (t2) когда газообразный электролит начинает выделяться, а скорость нагрева превышает 1 ° C / с. Корреляция между Δ t (t1−t0) и Δ t (t2−t0) что касается TP показан на рисунке 5; экспериментальные результаты, связанные с TP выражаются с помощью уравнения (4).
Аккумуляторы 08 00196 g005 550Рисунок 5. Линейные зависимости ln (1 / Δ t (t1−t0)) и ln (1 / Δ t (t2−t0)) согласно 1 /TP.
На рисунке 5 представлена линейная зависимость между 1 /TP и ln (1 / Δ t (t1−t0)). Для двух вышеупомянутых реакций, которые были рассмотрены, первая реакция относится к вентиляционному отверстию (t1−t0) газообразного электролита и общей реакции (t2−t0) это быстро возрастает с самого начала. В частности, линейность 1 /TP и ln (1 / Δ t (t1−t0)) демонстрируют высокий уровень корреляции (R2 составляет приблизительно 0,97). Кроме того, линейность 1 /TP и ln (1 / Δ t (t1−t0)) демонстрирует высокую корреляцию R2 = 0.96. На основе линейной зависимости между результатами Δ t (tj−ti) из двух реакций для TPэнергия активации двух реакций, Ea,△t (t1−t0) и Ea,△t (t2−t0), по оценкам, составляют 36,6и 39,9 кДж / моль соответственно.
На рисунке 6 показано сравнение между ожидаемым значением и результатом эксперимента с использованием полученного выражения для скорости реакции (см. Уравнение (4)). Результат прогнозирования времени возникновения (Δ t (t1−t0)) от появления температуры (TP) к первому вентиляционному отверстию было относительно убедительным по сравнению с экспериментальным результатом. Кроме того, результат прогнозирования временного диапазона (Δ t (t2−t0)), в котором температура быстро повышалась с момента достижения температуры, показала тенденцию к отклонению от результата прогнозирования при низкой температуре TP = 250 ° C; тем не менее, это был предсказуемый диапазон для всего эксперимента. Для одной и той же литий-ионной батареи были получены разные результаты теста TR, и в условиях низкой температуры температура срабатывания TR или скорость термического воздействия на литий-ионную батарею были относительно низкими. Таким образом, ожидается отклонение от условий низкой температуры. На основании результатов кинетики реакции этой батареи TR было оценено минимальное время откачки 5 минут, что предусмотрено правилами безопасности для аккумуляторов электромобилей (GB 38031-2020). Используя кинетическую модель, представленную в этой статье, при термическом воздействии на батарею можно ожидать, что Δ t (t1−t0) = 5 мин удовлетворяется при температуре контакта 308,4 ° C и Δ t (t2−t0) = 5 мин удовлетворяется при TP = 326,2 ° C.
Аккумуляторы 08 00196 g006 550Рисунок 6. Сравнение результатов эксперимента и предсказания кинетики реакции.
3.3. Газовый состав TR в литий-ионных аккумуляторах
Проанализированные результаты газового состава батареи TR в зависимости от температуры теплового удара TP представлены в этом разделе. Типичным предшественником TR литий-ионной батареи является явление, при котором происходит не только самонагрев, но и испаряется электролит во внутренней жидкой фазе и выбрасывается из батареи. Результаты анализа измерений концентрации HC, а именно CO2 и CO, в режиме реального времени в течение времени внутри герметичного реактора проиллюстрированы на рисунке 7.Электролит, содержащий испаренный HC, выбрасывается за пределы батареи до появления TR в диапазоне температур 250-300 ° C. Впоследствии CO2 и CO одновременно обнаруживаются во время самонагрева и TR. Этот процесс приводит к быстрому выделению тепловой энергии и разложению электролита на основе HC, а максимальные концентрации CO2 и CO были измерены как 2,47% и 4,78% соответственно. По сообщениям, чем выше плотность энергии, тем ниже будет отношение CO2 к CO [22,23].В этом эксперименте, поскольку использовались одна и та же батарея и SOC, соотношение концентраций газов сгорания CO2 и CO составляло приблизительно 0.5 независимо от температурного режима. Учитывая газовый состав для эксперимента TR от 350 до 500 ° C, при обнаружении HC наблюдалось быстрое повышение температуры. Поскольку мгновенно выделялось значительное количество тепловой энергии, нижняя температура батареи постепенно увеличивалась с 250 ° C до 500 ° C, а максимальная достигнутая температура составила 747 ° C. Как показывают результаты этого эксперимента, когда литий-ионная батарея подвергается воздействию высокой температуры, что приводит к образованию TR, мгновенно выделяется большее количество тепловой энергии, чем поставляемое, а высокотемпературная атмосфера действует как воспламенитель, вызывая непрерывную реакцию горения-взрыва между батареейвыпускаемый газ и окружающий воздух.
Аккумуляторы 08 00196 g007 550Рисунок 7. Состав отходящих газов (а) летучих органических соединений и (б) CO2 и CO во время термического разгона литий-ионных аккумуляторов.
3.4. Остатки компонентов литий-ионной батареи после TR
В таблице 2 и таблице 3 были проанализированы изменения до и после электрохимического механизма и явления TR с помощью анализа высокотемпературных твердых частиц, образующихся во время процесса TR материалов и батарей литий-ионных аккумуляторов. Кроме того, были исследованы компоненты материала катода, материала анода и двух типов остатков TR литий-ионной батареи. Образец остатка № 1 представляет собой остаток, образующийся при TR, возникающий при температуре 250 ° C, а образец остатка № 2 представляет собой остаток, образующийся при выделении взрывной энергии в результате воспламенения электролита, который испаряется при относительно высокой температуре батареи 550 ° C. На основе этого элементного анализа содержание кислорода оценивалось примерно в 22,88%, и большая его часть находилась в форме оксида кобальта (Co3o4). И наоборот, углерод является компонентом материала анода, и изменения в материалах катода и анода, способствующие реакции TR, могут быть косвенно подтверждены с помощью анализа металлов и элементного состава остатка TR.
Таблица 2.Анализ содержания тяжелых металлов в электродах и остатков термического разгона в литий-ионной батарее.
Таблица
Таблица 3.Элементный анализ электродов и остатков теплового разгона в литий-ионной батарее.
Таблица
В составе остатка № 1 соотношение Ni и Co вдвое меньше, чем в катодном материале, а оставшееся содержание углерода также вдвое меньше, чем в материале анода. На основании результатов анализа остаток предположительно представляет собой смесь катодных и анодных материалов. Кроме того, содержание алюминия и меди составляло примерно 2%, что было значительно выше, чем содержание катодного материала (оксида металла), который был собран для анализа. Поскольку внутренняя температура батареи резко повышается во время TR, каждая алюминиевая и медная подложка, покрытая оксидом металла и графитом, плавится и впоследствии выбрасывается из батареи. Как указано в литературе, температуры плавления чистого алюминия, меди и железа составляют 660, 1085 и 1538 ° C соответственно; таким образом, внутренняя температура батареи, как ожидается, достигнет температуры 1100 ° C или выше [24,25,26]. В исследовании внутренняя температура во время TR измерялась с использованием зоны электропередачи K-типа, и результат составил приблизительно 1000 ° C [27]. Этот результат косвенно подтверждает, что алюминий, медь и железо плавятся, поскольку за короткий промежуток времени внутри батареи выделяется большое количество тепловой энергии.
В дополнение к явлению TR батареи, в этом эксперименте также наблюдалось явление взрыва батареи. В частности, относительно высокая температура 350 ° C или выше обычно приводит к взрыву батареи. Это явление взрыва серьезно повреждает алюминиевую конструкцию батареи, а материал внутреннего катода и материал анода взрываются и выбрасываются из батареи вместе с извергающимся высокотемпературным PM. Что касается остатка №2, состав никеля, кобальта и алюминия был выше, чем у остатка №1, а соотношение меди было проанализировано на уровне примерно 20%. Интересно, что соотношение компонентов, содержащихся в остатке № 2, было предсказано как большее, чем у катодного материала. Кроме того, учитывая, что содержание меди было явно низким, температура внутри батареи была недостаточно повышена. Это связано с повреждением алюминиевой конструкции батареи и потерей тепла из-за быстрого выделения энергии.
4. Выводы
Был проведен эксперимент на цилиндрической литий-ионной батарее для определения корреляции между явлением TR в зависимости от температуры теплового удара TP и время (Δ t (t1−t0), Δ t (t2−t0)). Чем выше температурные условия, тем меньше времени требуется для достижения выброса электролита, самонагрева и TR, тем самым увеличивая риск несчастных случаев, связанных с пожаром, с выбросом горючих газов. Скорость химической реакции при тепловом разгоне была классифицирована в зависимости от температуры на два глобальных механизма и применена к уравнению Аррениуса, что привело к корреляции между TP и Δt (т.е., t1−t0 или t2−t0). В результате энергия активации для общей реакции TR была оценена в 39,9 кДж / моль. CO и CO2 были измерены в то время, когда была выброшена высокая концентрация углеводородов, что привело к выделению газа внутри батареи, что привело к TR.Механизм и диапазон внутренних температур были предсказаны с помощью компонентного анализа остатков TR. Основные компоненты катода и анода составляли половину соотношения соответственно, и оба компонента были обнаружены из-за увеличения контакта и давления между внутренним коротким замыканием и электродом. Кроме того, учитывая, что соотношение алюминия, меди и железа в остатке увеличилось, внутренняя температура может приближаться примерно к 1000 ° C или выше.
В качестве будущего направления исследований, учитывая, что скорость зарядки аккумулятора связана с явлением TR, необходимо провести исследование для определения корреляции между скоростью зарядки, температурой и характеристиками TR. Для заблаговременного обнаружения ненормального состояния батареи можно использовать различные факторы, такие как изменение состава газа, температуры и деформированный внешний вид; однако самым быстрым способом обнаружения является изменение температуры, и в связи с этим требуются исследования по прогнозированию времени TR.

https://www.mdpi.com/2313-0105/8/10/196/htm

Резюмируя это исследование. все загорания литиевого аккумулятора происходят от повреждения оболочки и внутреннего замыкания при нагреве. Про внешние контакты не пишут.

[parenissibiri]

Кроме того, человек, способный допилить ЭТО, спокойно сам соберет такую конструкцию даже без 3D-принтеров.

Человек свяжет веник из березы, человек пойдет в лес напилит дров, человек испечет хлеб, человек поймает рыбу вместо похода в магазин. (с)

Почему никто в большинстве этого не делает, когда сырьё под ногами валяется? Ответ простой и я его уже приводил, это ВРЕМЯ. Время это тот ресурс который действительно невозобновляемый. Человеку ценящему свое время проще купить эту конструкцию как заготовку, чем целый день потратить на поиск подходящих труб, герметиков, контактов, лерок, резаков. уплотнителей.
Даже если всё это он купит, то ему обойдется дороже чем купить готовый холдер. А потом он забросит этот инструмент, так как ему холдер понадобится раз в 20 лет или вообще не понадобится следующий. Выкинут день из жизни и потрачены лишние деньги.

ЗЫ Почему приходится объяснять простые истины экономии.
ЗЗЫ Я не бегаю по вашим темам и не обсераю ваши изделия, вы же ополчились на простой корпус для аккумуляторов с какими то претензиями не по существу. Почему так происходит? Кому надо тот купит, велком в личку. любой продукт найдет своего покупателя, рокфеллером я от их продажи однозначно не стану.

[vladk]

Вам тысячи раз уже было объяснено что контакт будет, вы опять свою волынку затягиваете.. и будет он получше двух сварных точек.

Гогия-гогия, шантаурия-гогия, автора конек любимый- это демагогия©
Вот только сварные точки не требуют подтяжки  динамометром каждые несколько часов)

Я стараюсь закладывать многократный запас прочности в свои конструкции и максимально упрощать схему.

Если со второй частью все отлично), то первая и  полипропиленовые трубки никак не вяжутся: даже в приведенном вами в пример эзоповом исследовании указаны некоторые температуры, и они несколько выше тех, что в отопительных системах)

это просто герметичный пожаробезопасный корпус с регулируемыми контактами, а как вы его будете охлаждать и защищать это уже на ваше усмотрение.

Отличный бизнесплан, надежный, б., как швейцарские часы

вы же ополчились на простой корпус для аккумуляторов с какими то претензиями не по существу. Почему так происходит?

Сущность претензий от вас ускользает: простой≠хороший. И если во многих других случаях потенциальным вредом от упрощения можно пренебречь в силу получаемого упрощением профита, то литиевая акб более 1s без контроля (хотя бы примитивного) состояния каждой из последовательностей- это диверсия в чистом виде, на такое даже китайцы не отчаиваются, насколько я знаю)

[parenissibiri]

[user]vladk[/user],
А где вы видели сложные холдеры? Везде это хлипкая открытая коробочка из абс пластика с тоненькими контактами.

[sdenis2017]

А вот эти же релюхи но  другой серии , с палладиевыми контактами , работали безотказно. Ну и тем более с золотыми , или платиновыми .

всё правильно
серебро применяется по причине не слипаемости контактов при низкой стоимости
если нужен хороший долговременный контакт - вперёд за золотом

Добавлено 26 Окт. 2022 в 10:25

Везде это хлипкая открытая коробочка из абс пластика с тоненькими контактами.

никто с вами и не спорит

[Иван Сусанин]

Много раз приходилось наблюдать отказы апаратуры и  зачищать контакты в релюшках  РЭС 9 , РЭС-6 .... ,  которые имели чисто серебрянные контакты .
Они были сплош черными. Даже с ЗИПа  ( тесть новые , с хранения ).

О,- про эти истории есть у меня.
Материалов,- диссертацию писать можно. На примере, скажем, бортовой РЛС авиационного протволодочного комплекса. Там сульфиды. Условия образования, причины, время, интенсивность, -зависят от условий среды в которой эксплуатируются, хим состава материала контактов, и как оказалось,- состояния экологической обстановки в регионе использования.

Вас какой то теоретик учил указкой по голове?

Бывало, чоуш.  Зато ересь всякую не несу теперь.
И по рукам киянкой попадало, - зато жив и здоров.

Проблема сего поделия как полуфабриката в том, что при допиливании его до сколько-нибудь годного решения от исходника останется чуть меньше, чем ничего. Кроме того, человек, способный допилить ЭТО, спокойно сам соберет такую конструкцию даже без 3D-принтеров.

О чём я писал на первой странице.
"лох не мамонт,- лох не вымрет" - (это девиз Велосипездиста, но в данном случае подходит и здесь)

вы же ополчились на простой корпус для аккумуляторов с какими то претензиями не по существу. Почему так происходит? Кому надо тот купит, велком в личку. любой продукт найдет своего покупателя,

Рекламу вам делаем.

[Татос]

Нашёл на али позолоченные. https://aliexpress.ru/item/33040677214.html?sku_id=67319007466