Latar belakang

Penyebaran haba modul mengalami peringkat berikut: Pengumpulan haba selepas penyalahgunaan haba sel, pelarian haba sel dan kemudian pelarian haba modul. Larian haba dari sel tunggal tidak berpengaruh; bagaimanapun, apabila haba merebak ke sel lain, penyebaran akan menyebabkan kesan domino, membawa kepada pelarian haba keseluruhan modul, melepaskan tenaga besar-besaran. Rajah 1tunjuks hasil ujian pelarian haba. Modul terbakar kerana penyebaran yang tidak dapat ditahan.

Kekonduksian haba dalam sel akan berbeza mengikut arah yang berbeza. Pekali kekonduksian haba akan lebih tinggi dalam arahselaridengan teras gulungan sel; manakala arah yang menegak kepada teras gulungan mempunyai kekonduksian yang lebih rendah. Oleh itu penyebaran haba dari sisi ke sisi antara sel adalah lebih cepat daripada melalui tab ke sel. Oleh itu pembiakan boleh dilihat sebagai perambatan satu dimensi. Memandangkan modul bateri direka untuk ketumpatan tenaga yang lebih tinggi, ruang antara sel semakin kecil, yang akan memburukkan perambatan haba. Oleh itu, menekan atau menyekat penyebaran haba dalam modul akan dianggap sebagai satukesanive cara untuk mengurangkan bahaya. 

Cara untuk menyekat pelarian haba dalam modul

Kita boleh menghalang pelarian haba secara aktif atau pasif.

Aktif menekan

Penindasan penyebaran haba aktif kebanyakannya berdasarkan sistem pengurusan haba, seperti:

1) Tetapkan paip penyejuk pada bahagian bawah atau bahagian dalam modul, dan isi dengan cecair penyejuk. Pengaliran cecair penyejuk boleh mengurangkan pembiakan dengan berkesan.

2) Sediakan paip pemadaman api di bahagian atas modul. Apabila terdapat pelarian haba, gas suhu tinggi yang dilepaskan daripada bateri akan mencetuskan paip untuk menyemburkan bahan pemadam untuk menyekat pembiakan.

Walau bagaimanapun, pengurusan haba memerlukan komponen tambahan, membawa kepada kos yang lebih tinggi dan ketumpatan tenaga yang lebih rendah. Terdapat juga kemungkinan bahawa sistem pengurusan mungkin tidak berkuat kuasa.

Penindasan pasif

Penindasan pasif berfungsi dengan menyekat pembiakan melalui bahan adiabatik antara sel pelarian haba dan sel normal.

Biasanya bahan harus dipaparkan dalam:

1. Kekonduksian haba yang rendah. Ini adalah untuk mengurangkan kelajuan penyebaran haba.
2. Rintangan suhu tinggi. Bahan tidak boleh diselesaikan di bawah suhu tinggi dan kehilangan keupayaan rintangan haba.
3. Ketumpatan rendah. Ini adalah untuk mengurangkan pengaruh kadar isipadu-tenaga dan kadar jisim-tenaga.

Bahan yang ideal pula boleh menghalang penyebaran haba serta menyerap haba.

Analisis ke atas bahan

• Airgel

Airgel dinamakan sebagai "bahan penebat haba paling ringan". Ia dilakukan dengan baik dalam penebat haba dan berat ringan. Ia digunakan secara meluas dalam modul bateri untuk perlindungan perambatan haba. Terdapat banyak jenis aerogel, seperti aerogel silikon dioksida, aerogel, aerogel gentian kaca dan gentian pra-oksida. Lapisan penebat haba aerogel daripada bahan yang berbeza mempunyai pelbagai kesan terhadap pelarian haba. Ini kerana kepelbagaian pekali kekonduksian terma, yang sangat berkaitan dengan struktur mikronya. Rajah 2 menunjukkan rupa SEM bagi bahan yang berbeza sebelum dan selepas terbakar.

Penyelidikan menunjukkan bahawa walaupun penebat haba gentian adalah lebih rendah dalam harga, prestasi menyekat perambatan haba adalah lebih buruk daripada bahan aerogel. Di antara pelbagai jenis bahan aerogel, aergel gentian pra-teroksida melakukan yang terbaik, kerana ia mengekalkan struktur selepas terbakar. Airgel gentian seramik juga berfungsi dengan baik dalam penebat haba.

• Bahan perubahan fasa

Bahan perubahan fasa juga digunakan secara meluas untuk menyekat perambatan lari terma kerana haba penyimpanannya. Lilin ialah PCM biasa, dengan suhu perubahan fasa yang stabil. Semasa termamelarikan diri, haba dibebaskan secara besar-besaran. Oleh itu PCM sepatutnya mempunyai tinggiprestasidaripada menyerap haba. Walau bagaimanapun, lilin mempunyai kekonduksian haba yang rendah, yang akan mempengaruhi penyerapan haba. Untuk mempromosikan prestasinya, penyelidik cuba menggabungkan lilin dengan bahan lain, seperti menambah zarah logam, menggunakan buih logam untuk memuatkan PCM, menambahgrafit, tiub nano karbon atau grafit kembang, dsb. Grafit yang dikembangkan juga boleh menahan nyalaan yang disebabkan oleh pelarian haba.

Polimer hidrofilik juga merupakan sejenis PCM untuk menahan landasan terma. Bahan polimer hidrofilik biasa ialah: silikon dioksida koloid, larutan kalsium klorida tepu,Tetraetil fosfat, tetrafenil hidrogen fosfat, sodium poliakrilat, dsb.

•  Bahan hibrid

Larian haba tidak boleh dihalang jika kita hanya bergantung pada aerogel. Untuk berjayapenebatpanas, kita perlu menggabungkan aerogel dengan PCM.

Selain bahan hibrid, kami juga boleh membina bahan berbilang lapisan dengan pelbagai pekali kekonduksian terma dalam arah yang berbeza. Kita boleh menggunakan bahan kekonduksian haba yang tinggi untuk mengalirkan haba keluar dari modul, dan meletakkan bahan penebat haba antara sel untuk menyekat perambatan haba.

Kesimpulan

Untuk mengawal perambatan lari terma adalah subjek yang rumit. Sesetengah pengeluar membuat beberapa penyelesaian untuk menyekat penyebaran haba, tetapi mereka masih mencari sesuatu yang baharu, untuk mengurangkan kos dan pengaruh ke atas ketumpatan tenaga. Kami masih memberi tumpuan kepada penyelidikan terkini. tak ada“bahan super” yang boleh menghalang pelarian haba sepenuhnya. Ia memerlukan banyak percubaan untuk mendapatkan penyelesaian terbaik.