توصيف الأقواس الناتجة عن تفريغ الجزيئات الناتجة عن التشغيل الحراري المفرط لبطاريات أيون الليثيوم ثلاثية المكونات ذات السعة الكبيرة

في السنوات الأخيرة، مع النمو المستمر في الطلب على الطاقة، أصبحت بطاريات أيون الليثيوم (LIBs) مكونًا لا غنى عنه في مختلف الأجهزة الإلكترونية ووسائل النقل وأنظمة الطاقة. تعتبر أداء الأمان في بطاريات LIBs من أهم القضايا التي تواجه تطورها المستمر. في أنظمة البطاريات، تُشكل الأقواس خطرًا كبيرًا على السلامة يتطلب الانتباه؛ فالتشغيل الحراري المفرط (TR) لبطاريات LIBs يحرر كمية كبيرة من الجزيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة والسرعة العالية، مما قد يؤدي إلى فشل الأقواس. التغيرات في هيكل العزل داخل حزم البطاريات وتراكم المادة الجسيمية الناتجة عن TR لخلايا البطارية هي من الأسباب المحتملة لكوارث الأقواس الناتجة. في هذه الدراسة، استخدمنا عينات خلية كيسية من بطارية أيون الليثيوم ثلاثية المكونات Li (Ni0.8Co0.1Mn0.1) O2 (NCM811) بسعة 71 Ah مشحونة بالكامل وجمعنا الجزيئات المنفثة في جو خامل بعد TR. تم تصنيف جميع الجزيئات المستقرة إلى ست مجموعات؛ من خلال إجراء تجارب بأحجام جزيئات مختلفة، والمسافات بين الأقطاب، وأحمال الدائرة، تم فهم أنماط الأقواس الناتجة عن الجزيئات. تشير النتائج إلى أنه مع زيادة حجم الجزيئات، يقل جهد الانهيار الحرج. بالنسبة لمسافة الأقطاب ومقاومة تحميل الدائرة، تتطلب القيم الأكبر جهود انهيار حرجة أعلى. توفر نتائج البحث إرشادات قيمة لحماية الكهرباء وتصميم السلامة في أنظمة البطاريات.