Termiskā bēgšana: paš{0}}uzsilšanas reakcijas ķēdes un atslēgas aktivizētāji
Termiskā bēgšana iekšālitija{0}}jonu akumulatora elementiir pašnoturīga{0}}pozitīva atgriezeniskā saite, ko virza eksotermiskas reakcijas ķēdes. Paaugstinoties iekšējai temperatūrai, tiek iedarbinātas sekundāras eksotermiskas reakcijas, izdalot papildu siltumu, kas vēl vairāk paaugstina temperatūru un aktivizē smagākas ķīmiskās reakcijas. Ja to nekontrolē, šī pieaugošā pašsasilšanas parādība{3}}neizbēgami noved pie katastrofālas kļūmes, tostarp intensīviem ugunsgrēkiem vai sprādzieniem.
Šo bīstamo procesu izraisa trīs primāri ļaunprātīgas izmantošanas režīmi: mehāniska ļaunprātīga izmantošana (piem., naglu iespiešanās, spēcīga trieciena vai saspiešana), elektriska ļaunprātīga izmantošana (piemēram, pārlādēšana, pārmērīga izlāde vai ārējie īssavienojumi) un pārmērīga termiskā izmantošana (augstas apkārtējās temperatūras iedarbība vai dzesēšanas sistēmas darbības traucējumi). Starp tiem iekšējie īssavienojumi joprojām ir vissmalkākais un bīstamākais atteices veids, jo vietējie defekti bieži apiet standarta noteikšanu, līdz jau ir sākusies nekontrolējama siltuma ražošana.
Trīs-pakāpju sadalīšanās ceļš litija-jonu šūnās
Progresēšana uz termisko bēgšanu notiek trīs atšķirīgos temperatūras sliekšņos. Sākotnējā fāze sākas ap 90–120 grādiem ar cietā elektrolītu starpfāzes (SEI) slāņa sadalīšanos. Šī sadalīšanās atbrīvo siltumu un pakļauj reaktīvā anoda virsmu tieši organiskajam elektrolītam, paātrinot sākotnējo termisko nestabilitāti šūnas struktūrā.
Otrajā posmā (120–200 grādi) atklātais anods enerģiski reaģē ar elektrolītu, kamēr separators sāk kust (polietilēna separatori parasti sabrūk tuvu 130 grādiem). Šis sabrukums izraisa plaši izplatītus iekšējos īssavienojumus un strauju iekšējās pretestības pieaugumu.
Pārsniedzot 200 grādus, pārņem trešais posms: katoda materiāli sadalās un atbrīvo skābekli, izraisot vardarbīgas sadegšanas reakcijas ar elektrolītu. Pārejoša siltuma jauda šajā kritiskajā fāzē var uzreiz sasniegt kilovatu līmeni.
BMS agrīnā brīdināšana un sistēmas{0}}līmeņa drošības stratēģijas
Lai mazinātu šos riskus, Battery Management Systems (BMS) paļaujas uz konkrētu raksturīgo parametru{0}}uzraudzību reāllaikā. Galvenie noteikšanas rādītāji ietver pēkšņus sprieguma kritumus, gāzes ģenerēšanas spiedienu un strauju temperatūras paaugstināšanos. Šo agrīno indikatoru identificēšana nodrošina būtisku sagatavošanās laiku, lai izdotu drošības brīdinājumus, pirms termiskā izplatīšanās izplatās visā modulī.