লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি তাপীয় পলাতক এবং উপাদান বিশ্লেষণ

আজ, বিভিন্ন গাড়ি কোম্পানি লিথিয়াম ব্যাটারি বৃহৎ পরিসরে পাওয়ার ব্যাটারিতে ব্যবহার করছে, এবং শক্তির ঘনত্ব আরও বেশি হচ্ছে, কিন্তু মানুষ এখনও পাওয়ার ব্যাটারির নিরাপত্তায় রঙিন হচ্ছে, এবং এটি নিরাপত্তার জন্য একটি ভাল সমাধান নয়। ব্যাটারিথার্মাল পলাতক হল পাওয়ার ব্যাটারি নিরাপত্তার প্রধান গবেষণা বস্তু, এবং এটিতে ফোকাস করা মূল্যবান।

প্রথমত, আসুন থার্মাল রানঅ্যাওয়ে কী তা বুঝতে পারি।থার্মাল রানঅ্যাওয়ে হল একটি চেইন রিঅ্যাকশন ঘটনা যা বিভিন্ন ট্রিগার দ্বারা উদ্ভূত হয়, যার ফলে অল্প সময়ের মধ্যে ব্যাটারি দ্বারা প্রচুর পরিমাণে তাপ এবং ক্ষতিকারক গ্যাস নির্গত হয়, যা এমনকি ব্যাটারিতে আগুন ধরতে পারে এবং গুরুতর ক্ষেত্রে বিস্ফোরিত হতে পারে।থার্মাল পলাতক হওয়ার অনেক কারণ রয়েছে, যেমন অতিরিক্ত গরম হওয়া, অতিরিক্ত চার্জ করা, অভ্যন্তরীণ শর্ট সার্কিট, সংঘর্ষ ইত্যাদি। ব্যাটারি থার্মাল রানঅ্যাওয়ে প্রায়শই ব্যাটারি কোষে নেতিবাচক SEI ফিল্মের পচন থেকে শুরু হয়, তারপরে পচন এবং গলে যায়। ডায়াফ্রামের, নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড এবং ইলেক্ট্রোলাইট, এর পরে পজিটিভ ইলেক্ট্রোড এবং ইলেক্ট্রোলাইট উভয়েরই পচন ঘটে, এইভাবে একটি বড় আকারের অভ্যন্তরীণ শর্ট সার্কিট শুরু করে, যার ফলে ইলেক্ট্রোলাইট পুড়ে যায়, যা পরে অন্যান্য কোষে ছড়িয়ে পড়ে, যার ফলে একটি গুরুতর তাপীয় পলাতক এবং সমগ্র ব্যাটারি প্যাকটিকে স্বতঃস্ফূর্ত দহন তৈরি করতে দেয়।

থার্মাল পলাতকের কারণগুলি অভ্যন্তরীণ এবং বাহ্যিক কারণগুলিতে বিভক্ত করা যেতে পারে।অভ্যন্তরীণ কারণগুলি প্রায়ই অভ্যন্তরীণ শর্ট সার্কিটের কারণে হয়;বাহ্যিক কারণে যান্ত্রিক অপব্যবহার, বৈদ্যুতিক অপব্যবহার, তাপ অপব্যবহার ইত্যাদি।

একটি অভ্যন্তরীণ শর্ট সার্কিট, যা ব্যাটারির ইতিবাচক এবং নেতিবাচক টার্মিনালগুলির মধ্যে একটি সরাসরি যোগাযোগ, যোগাযোগের মাত্রা এবং পরবর্তী প্রতিক্রিয়া ট্রিগারের মধ্যে ব্যাপকভাবে পরিবর্তিত হয়।সাধারণত যান্ত্রিক এবং তাপীয় অপব্যবহারের কারণে একটি বিশাল অভ্যন্তরীণ শর্ট সার্কিট সরাসরি তাপীয় পলাতক ট্রিগার করবে।বিপরীতে, অভ্যন্তরীণ শর্ট সার্কিটগুলি যেগুলি নিজেরাই বিকাশ করে সেগুলি তুলনামূলকভাবে ছোট, এবং এটি যে তাপ তৈরি করে তা এতই কম যে এটি তাত্ক্ষণিকভাবে তাপীয় পলাতককে ট্রিগার করে না।অভ্যন্তরীণ স্ব-উন্নয়নের মধ্যে সাধারণত উত্পাদন ত্রুটি, ব্যাটারি বার্ধক্যজনিত বিভিন্ন বৈশিষ্ট্যের অবনতি, যেমন অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি, দীর্ঘমেয়াদী হালকা অপব্যবহারের কারণে লিথিয়াম ধাতব জমা হওয়া ইত্যাদি অন্তর্ভুক্ত থাকে। সময়ের সাথে সাথে অভ্যন্তরীণ শর্ট সার্কিটের ঝুঁকি বেড়ে যায়। অভ্যন্তরীণ কারণগুলি ধীরে ধীরে বৃদ্ধি পাবে।

যান্ত্রিক অপব্যবহার, বাহ্যিক শক্তির ক্রিয়ায় লিথিয়াম ব্যাটারি মনোমার এবং ব্যাটারি প্যাকের বিকৃতি এবং নিজের বিভিন্ন অংশের আপেক্ষিক স্থানচ্যুতিকে বোঝায়।বৈদ্যুতিক কোষের বিরুদ্ধে প্রধান ফর্মগুলির মধ্যে রয়েছে সংঘর্ষ, এক্সট্রুশন এবং পাংচার।উদাহরণস্বরূপ, একটি বিদেশী বস্তুকে উচ্চ গতিতে গাড়ির দ্বারা স্পর্শ করা হলে তা সরাসরি ব্যাটারির অভ্যন্তরীণ মধ্যচ্ছদা ভেঙে যায়, যার ফলে ব্যাটারির মধ্যে একটি শর্ট সার্কিট হয় এবং অল্প সময়ের মধ্যে স্বতঃস্ফূর্ত দহন শুরু হয়।

লিথিয়াম ব্যাটারির বৈদ্যুতিক অপব্যবহারের মধ্যে সাধারণত বহিরাগত শর্ট সার্কিট, ওভারচার্জ, ওভার ডিসচার্জ বিভিন্ন ধরনের অন্তর্ভুক্ত থাকে, যা অতিরিক্ত চার্জ থেকে তাপীয় পলাতক হয়ে যাওয়ার সম্ভাবনা বেশি।বহিরাগত শর্ট সার্কিট ঘটে যখন ডিফারেনশিয়াল চাপ সহ দুটি কন্ডাক্টর কোষের বাইরে সংযুক্ত থাকে।রক্ষণাবেক্ষণের সময় গাড়ির সংঘর্ষ, জল নিমজ্জন, কন্ডাকটর দূষণ বা বৈদ্যুতিক শক দ্বারা সৃষ্ট বিকৃতির কারণে ব্যাটারি প্যাকগুলিতে বাহ্যিক শর্টস হতে পারে।সাধারণত, বাহ্যিক শর্ট সার্কিট থেকে নির্গত তাপ একটি পাংচারের বিপরীতে ব্যাটারিকে উত্তপ্ত করে না।একটি বাহ্যিক শর্ট সার্কিট এবং তাপীয় পলাতকের মধ্যে গুরুত্বপূর্ণ লিঙ্ক হল তাপমাত্রা অতিরিক্ত উত্তাপের বিন্দুতে পৌঁছেছে।যখন বাহ্যিক শর্ট সার্কিট দ্বারা উত্পন্ন তাপ ভালভাবে ছড়িয়ে দেওয়া যায় না তখন ব্যাটারির তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায় এবং উচ্চ তাপমাত্রা তাপীয় পলাতককে ট্রিগার করে।অতএব, শর্ট-সার্কিট কারেন্ট বন্ধ করা বা অতিরিক্ত তাপ নষ্ট করা বাহ্যিক শর্ট সার্কিটকে আরও ক্ষতি করতে বাধা দেওয়ার উপায়।ওভারচার্জিং, কারণ এটির শক্তি পূর্ণ, বৈদ্যুতিক অপব্যবহারের সর্বোচ্চ বিপদগুলির মধ্যে একটি।অতিরিক্ত চার্জিং প্রক্রিয়ার দুটি সাধারণ বৈশিষ্ট্য হল তাপ এবং গ্যাসের উৎপাদন।তাপ উৎপাদন ওমিক তাপ এবং পার্শ্ব প্রতিক্রিয়া থেকে আসে।প্রথমত, লিথিয়াম ডেনড্রাইটগুলি অত্যধিক লিথিয়াম এম্বেডিংয়ের কারণে অ্যানোড পৃষ্ঠে বৃদ্ধি পায়।