Pil Güvenliği Tehlikelerini Karakterize Etmek için Hızlandırma Hızı Kalorimetrisi ve Tamamlayıcı Teknikler

Summary

Lityum pillerin potansiyel arıza tehlikelerini karakterize etmek için bir yöntem, hızlanan hız kalorimetrisi ile elde edilir. Isı ve basınç tahliyesi, arıza olayının görsel olarak gözlemlenmesi ve evrimleşmiş gazların yakalanması, arızaya alınan pillerin en kötü güvenilir tehditlerini belirlemek için bu deneyde toplanır.

Abstract

Lityum bazlı pil kimyalarıyla ilişkili tehlikeler, yıkıcı doğaları nedeniyle iyi belgelenmiştir. Risk tipik olarak bir mühendislik risk matrisi aracılığıyla nitel olarak değerlendirilir. Matris içinde, karar vericilere ve paydaşlara durumsal farkındalık sağlamak için potansiyel olarak tehlikeli olaylar ciddiyet ve olasılık açısından kategorize edilir ve sıralanır. Pil arızalarının, özellikle lityum iyon kimyasının stokastik doğası, bir matrisin olasılık ekseninin düzgün bir şekilde değerlendirilmesini zorlaştırır. Neyse ki, pil arızasının ciddiyet derecelerini karakterize eden hızlandırılmış hız kalorimetrisi (ARC) gibi karakterizasyon araçları mevcuttur. ARC, reaktif kimyasalları karakterize etmek için yaygın olarak kullanılmıştır, ancak güvenli, kontrollü deneysel koşullar altında pil arızalarını indüklemek ve kritik güvenlik parametrelerini ölçmek için yeni bir uygulama sağlayabilir. Genişletilmiş hacimli kalorimetrenin sağlam doğası nedeniyle, hücreler çeşitli suistimaller nedeniyle güvenli bir şekilde arızaya götürülebilir: termal (hücrenin basit ısınması), elektrokimyasal (aşırı şarj), elektriksel (harici kısa devre) veya fiziksel (ezilme veya çivi penetrasyonu). Bu makale, değerli güvenlik verilerini toplamak için bir ARC'deki arıza için ticari bir lityum iyon pil hücresinin hazırlanması ve izlenmesine yönelik prosedürleri açıklamaktadır: termal kaçak başlangıcı, polimer ayırıcı erimesi ile ilişkili endoterm, termal kaçak sırasında basınç tahliyesi, analitik karakterizasyon için gaz toplama, tam reaksiyonun maksimum sıcaklığı ve yüksek sıcaklıkta bir boroskop kullanarak ayrışma işlemlerinin görsel olarak gözlemlenmesi (havalandırma ve hücre kırılabilir). Pilin kademeli olarak bir ayar noktasına ısıtıldığı hücre arızasını indüklemek için bir termal "ısı-bekleme-arama" yöntemi kullanılır, ardından cihaz pilden gelen ısı üretimini tanımlar. Isı, pilde bir sıcaklık artışı oluşturduğundan, kalorimetre sıcaklığı bu sıcaklık artışını takip ederek adyabatik bir durumu korur. Bu nedenle, hücre dış ortamla ısı alışverişi yapmaz, bu nedenle arıza altındaki pilden kaynaklanan tüm ısı üretimi yakalanır.

Introduction

Şarj edilebilir piller, özellikle lityum iyon kimyası, ulaşım, iletişim ve eğlence gibi günlük yaşamın tüm yönlerini kapsayan tamamen elektrikli bir toplumun işleyişine izin verdi. Bu enerji depolama uygulamaları için şarj kapasitesi, menzile veya çalışma süresine eşittir. Bu parametrelerin en üst düzeye çıkarılması, agresif şekilde yüksek enerjili lityum iyon hücrelere yol açar. Ne yazık ki, lityum iyon hücrelerde elektrik enerjisi arttıkça, bir arıza meydana geldiğinde zararlı enerji açığa çıkar¹. Bir dizi düzenleyici kurum, profesyonel topluluk ve bağımsız laboratuvar, şarj edilebilir pillerin güvenliğini daha iyi karakterize etmek için standartlar geliştirmiştir. Bir pil güvenliği olayının termal yoğunluğunu ölçmek için kullanılan bir yöntem, hızlandırılmış oran kalorimetrisidir (ARC)^2,3. Bu tip kalorimetri, ekzotermik bir reaksiyonun başlangıcında bir malzeme veya pil hücresinden açık ısı üretimini yakalamak için, daha sonra termal kaçak ve yanma tipi reaksiyon süreçleri yoluyla adyabatik olarak yakın bir şekilde gerçekleştirilir. ARC cihazı, güvenli ve kontrollü bir laboratuvar ortamında ekzotermik bir malzeme reaksiyonundan en kötü durum ısı, basınç ve gaz üretimini karakterize etme fırsatı sağlar.

ARC cihazı ilk olarak 1970'lerde, tehlikeli ve reaktif kimyasallardan kaynaklanan ekzotermik kaçak reaksiyonlarını güvenli ölçeklerde simüle etmek ve taşıma, kullanım, depolama ve nakliye için güvenlik prosedürleri tasarlamak üzere reaktif kimyasalların tehlikelerini değerlendirmek için geliştirilmiştir⁴. 1980'lerin başında, ARC ilk olarak lityum hücrelerdeki termal kaçak reaksiyonlarını incelemek amacıyla kullanıldı. ARC, "uyarlanabilir adyabatik kontrol" yoluyla çalışır, bu da bir reaksiyon meydana gelirken kalorimetre sıcaklığının hücre sıcaklığına uymaya çalıştığı anlamına gelir. Test edilen numune ile çevredeki ortam arasında da herhangi bir ısı alışverişi yoktur. Bunu yaparken, hücre kendi kendine ısındıkça ve sıcaklığı arttıkça, hücre ve çevresi arasındaki ısı transferi en aza indirilir. Lityum-iyon hücre testi için ısıtma elemanları ve konumları ile ARC odasının bir şeması Şekil 1'de gösterilmiştir.

ARC cihazı, Tablo 1'de gösterildiği gibi çok çeşitli pil malzemelerini, hücre bileşenlerini, hücreleri, pilleri ve pil modüllerini barındırmak için çeşitli boyutlarda mevcuttur. ARC ayrıca, ısı-bekle-arama (HWS) olarak bilinen lityum iyon pil güvenliği karakterizasyonu için en yaygın olanı da dahil olmak üzere bir dizi termal analiz test protokolü sunar. ARC ölçümleri "açık" veya "kapalı" bir test konfigürasyonunda gerçekleştirilebilir. Bu iki test konfigürasyonu arasındaki temel fark, kapalı sistemde basınç ve gaz örnekleme ölçümleri yapabilme yeteneğidir. Açık konfigürasyon, yüksek sıcaklık kamerası veya boroskop ^4,5 kullanılarak görsel gözleme olanak sağlar. ARC'de pil elektrot malzemelerinden⁶ reaksiyon ısısı salınımını ölçmek için küçük bir küresel basınçlı kap veya "bomba" kullanımı kullanılmıştır. Tipik olarak, ısı salınımı, malzemelerdeki lityum konsantrasyonu tarafından yönetilir ve organik elektrolit çözücüler ve lityum tuzları ^7,8 varlığında yoğunlaşır. Hücresel düzeyde, termal kaçak işleminden ısı, basınç ve gaz salınımını güvenli bir şekilde korumak için genişletilmiş hacimli bir ARC gereklidir. Ek olarak, çivi penetrasyonu, elektrokimyasal aşırı şarj veya harici kısa devre yoluyla pil arızalarını indüklemek için ARC cihazına özellikler dahil edilebilir.

Sandia Ulusal Laboratuvarı, ABD Enerji ve Ulaştırma Bakanlıklarını desteklemek için pillerin ARC karakterizasyonunda tarihsel olarak lider olmuştur. Sandia, federal politika ve güvenlik standartlarını^{etkileyen kritik} güvenlik verilerinin üretilmesindeki önemini vurgulayan birçok rapor yayınladı ^9,10. Raporda, optimum test parametreleri, veri toplama ve raporlama kriterleri⁹ sağlarlar. Önerilen uygulamaların çoğu, HWS protokolünü kullanarak termal kaçak altında tek bir silindirik lityum iyon hücrenin termal tehlikesini karakterize etmek için bu makalede benimsenmiştir. Spesifik olarak, ARC, lityum iyon pillerin ve pil malzemelerinin güvenliğini etkileyen faktörlerin objektif nicel kanıtlarını sağlayabilir (yani, maksimum sıcaklık, zaman/sıcaklığın bir fonksiyonu olarak ısıtma hızı, zaman/sıcaklığın bir fonksiyonu olarak havalandırma gazı ve havalandırılan gaz ve dumandan kaynaklanan tehlikeli maddelerin kimyasal analizi) bir pil arızası sırasında.

Pil güvenliği testi için en yaygın kullanılan ARC test protokolü HWS'dir. HWS protokolü, lityum iyon hücrelerde meydana gelen ekzotermik reaksiyonların doğru bir şekilde tespit edilmesini sağlar ve basit bir rampalı ısıtma modundan daha doğrudur. Bu, pil termal kaçak karakterizasyonu için standart yöntemdir. Hazne ilk başlangıç sıcaklığına kadar ısıtılır, ardından numune kütlesine ve ısı transfer özelliklerine bağlı olarak bir bekleme süresi uygulanır. Bu adımdan sonra kalorimetre, ayarlanan hassasiyetten (örn. 0,02 °C/dk) daha büyük bir ekzoterm arar. Ayrılan süre içinde herhangi bir ekzoterm gözlenmezse, oda tekrar tanımlanmış bir sıcaklık adımıyla (örn. 5 °C) ısınır ve işlem tekrarlanır. Şekil 2 , HWS için süreç akış şemasını (Şekil 2A) ve ilk birkaç yineleme boyunca HWS'nin çeşitli aşamalarını gösteren deneysel verileri (Şekil 2B) göstermektedir.

HWS protokolündeki test adımlarının her birinin tam tanımları aşağıdaki gibidir. Isı modu, test edilen (DUT) sıcaklık altındaki oda ve cihazı yükseltmek için oda ısıtıcılarına verilen güçtür. Bekleme modu, kalorimetre ile bomba veya test makalesi arasında termal denge kurulduğunda meydana gelir. Arama modu, sıcaklıktaki değişim hesaplamaları belirlendiğinde ve zaman, tipik olarak 0,02 °C/dk olan hassasiyetteki değişiklikle ilgili olduğunda ortaya çıkar. Soğutma modu, bir testin sonunda, maksimum sıcaklık veya basınca ulaşıldığında başlatılır. Geleneksel soğutma mekanizması, nitrojen gibi inert bir gazın odaya akıtılmasını içerir. Alternatif olarak, soğutmayı hızlandırmak için hazneye sıvı nitrojen verilebilir. Ekzoterm modu, ekzoterm olarak adlandırılan bir arama adımından sonra gözlemlenen sıcaklıktaki bir artışı ifade eder. Bu, test ürününün kendi kendine ısınmasının seçilen hassasiyetten daha büyük, tipik olarak 0.02 °C/dk olduğu bir ortamı tanımlar. Ekzotermik mod, kendi kendine ısınma hızı istenen hassasiyetin altına düşene kadar devam eder, bu noktada başka bir ısıtma modu tetiklenir ve ısı-bekleme-arama dizisi, maksimum sıcaklık veya basınç sınırına ulaşılana kadar devam eder.

Protocol

1. Kalorimetre kalibrasyonu

NOT: Kalorimetreyi, aynı hücreye/hücreden ısı transfer koşullarındaki herhangi bir değişikliğe (örneğin, büyük çaplı elektrik kablolarının hücreye bağlanması) veya ana ölçüm termokuplunun değiştirilmesine uyum sağlayacak şekilde kalibre etmek önemlidir. Uzun süreli kullanımda termokupl tepkileri değişebileceğinden, cihaz 2-3 aylık bir süre sonra yeniden kalibre edilmelidir.

1. Kalorimetrenin kalibrasyonu için küçük bir küresel kap veya "bomba" kullanın.
2. Kalorimetre kapağının alt tarafına bilinen malzemeden (yani titanyum, paslanmaz çelik, alüminyum vb.) oluşan boş bir küresel bomba takın.
3. Kalorimetrenin temiz olduğundan ve kalıntı içermediğinden emin olun.
4. Kalibrasyon koşullarını beklenen test koşullarıyla eşleştirin. Uygun kalibrasyon için hazne içinde beklenen yerde herhangi bir özel armatür bulunmalıdır.
5. Bomba termokupl telinin ucunu küresel bomba kabının yüzeyine bağlayın. Kalibrasyonun doğru çalışması için ucun bomba ile temas halinde olması gerekir. Gerekirse termokupl telini ve uçları yüksek sıcaklık bandı ile sabitleyin.
6. Kalorimetre kapağının tamamen kapalı olduğundan, kapak ve tabanın iyi temas gösterdiğinden emin olun.
7. Kalorimetre boyunca üflenen ve ölçümü etkileyebilecek hava akımlarını ortadan kaldırmak için püskürtme kutusunu kapatın.
8. Kalibrasyon testi için aşağıdaki parametreleri kullanın: sıcaklık adımı = 25 °C; başlangıç sıcaklığı = 50 °C; bitiş sıcaklığı = 405 °C; sıcaklık hızı hassasiyeti = 0,01 °C/dak; ve bekleme süresi = 30 dk.
9. Önceki kalibrasyon ofsetlerinin yazılımdan silindiğinden emin olun.
10. Kalibrasyon prosedürüne başlayın.

2. Phi faktörü testi

NOT: En yüksek performanslı ARC bile tam adiabisiteye ulaşamaz. Bu nedenle, test sırasında bir miktar ısı kaybedilir ve doğru kalorimetri verileri sağlamak için hesaba katılması gerekir.

1. Aşağıdaki denklemi kullanarak bir ofset faktörü (φ) hesaplayarak termal kaybı hesaba katın:

Bomba ve numune için bilinen ısı kapasitesini ve kütlesini (c ve m) uygulayın. Haznenin kalibrasyonundan sonra bir sürüklenme testi tamamlayın. Ortaya çıkan phi faktörünün ±0.02 °C/dk içinde olduğundan emin olun.

3. Tahribatlı muayene için ticari pil hücrelerinin ısı kütlesi ve ısı kapasitesi

1. Hücrenin kısa, hafif, tahribatsız ısınması sırasında ısı kapasitesini hesaplayın. Bu işlemi 25–55 °C sıcaklık aralığında (ortam sıcaklığından hücrenin önerilen maksimum çalışma sıcaklığına kadar) gerçekleştirin. Ortam altı sıcaklıklardan ısı kapasitesini değerlendirmek için sıvı nitrojen kullanın.
2. Üç özdeş hücre için tek hücre kütlesini toplayın.
3. Yüksek sıcaklık bandı ile tek bir 18650 hücresinin ekseni boyunca bir ısıtıcı paspas yapıştırın.
   NOT: Fiziksel test kurulumu hücre geometrisine göre değişebilir ve farklı hücre boyutları için uygun boyutta bir ısıtıcı mat gereklidir.
4. Genişletilmiş hacimli kalorimetreler için, ısıtıcı matlı hücre de dahil olmak üzere üç hücreyi üçgen şeklinde paketleyin. Hücreleri alüminyum bantla birbirine bantlayın.
5. Isıtıcı mat ile hücreye bitişik bir hücrenin orta uzunluğuna bir kontrol termokupl takın.
6. Üç hücreli üçgeni metal tel kullanarak kalorimetrenin üstünden asın.
7. Kalorimetre kapağını güvenli bir şekilde yerine takın.
8. Isıtıcıdan gelen kabloların kalorimetreden çıktığından ve değişken güç kaynağına bağlı olduğundan emin olun.
9. Güç kaynağını rampa ~30 saatlik bir süre boyunca 60–2 °C arasında etkinleştirmek için ısı kapasitesi testini başlatın.

NOT: c_p'yi hesaplamak için kullanılan tipik sıcaklık ve zaman verileri (K/s'ye dönüştürülür) Şekil 3'te verilmiştir. Isıtıcıya sağlanan güç, gücü W veya J/s birimlerinde sağlamak için güç kaynağı voltajı ve akımının çarpılmasıyla hesaplanır. Isıtıcı gücü, termal kütleyi J/K birimlerinde sağlamak için sıcaklığa karşı zaman grafiğinin eğimine bölünür. Son olarak, termal kütle, J/g·K birimlerinde hücre ısı kapasitesini sağlamak için numune kütlesine bölünür. Şekil 3'teki verilere göre ısı kapasitesi ölçümünün bir örneği aşağıda gösterilmiştir:

Ham verilerden sıcaklığa karşı zaman eğimi: 0,3738 °C/dak = 0,00623 K/s
Isıtıcıdan gelen güç: (8,53 V x 0,639 A) @ 0 = 1,635 W = 1,635 J/s
Termal kütle (güç/eğim) = 262.472 J/K
Isı kapasitesi (termal kütle/kütle) = 262.472 J/K bölü 244 g = 1.075 J/g· K

4. Ticari bir 18650 lityum-iyon pil hücresinin yıkıcı arıza testi

1. Pil hücresi için standart "ısı-bekle-ara"
   1. Ticari pil/hücre test makalesinin veya "test edilen cihazın" (DUT) test için istenen şarj durumunda (SOC) olduğundan emin olun; ideal olarak, SOC, bir pil arızasının "en kötü güvenilir tehdidini" temsil etmek için 0'dür.
   2. Dış haznenin kapağını açın.
   3. Pil test cihazının yerleştirilmesini ayarlamak için kalorimetrenin üst kapağını çıkarın. Hazne, kalorimetre duvarlarının standart bir vakum ve hafif çözücü ile silinmesi kullanılarak kalıntılardan arındırılmalıdır.
   4. Silindirik hücreyi dikey yönde bir hücre tutucuya monte edin ve kalorimetrenin iç kısmının merkezinden biraz uzağa yerleştirin. Merkez dışı yerleştirme, yüksek sıcaklık boroskop kamerası, hücrenin üst havalandırma deliğinden dışarı atılan elektrolit buharları, duman ve hücre ejektası tarafından engellenmediğinde, termal kaçak olayı sırasında maksimum video çekimi sağlar.
      NOT: Alternatif olarak, hücre standart bir halka sehpa kullanılarak yatay yönde sabitlenebilir. Kalorimetreye halka sehpalar gibi ek öğeler girildiğinde, başka bir kalibrasyon yapılmalıdır.
   5. "Bomba termokupl" olarak adlandırılan termokupl, duvarın orta uzunluğundaki silindirik hücreye sabitleyin ve yüksek sıcaklıkta nikel tel ile sabitleyin. Bu, 1) hücre kutusunun mekanik olarak gerilmesi sırasında termokupl'u yerinde tutmak ve 2) bazen hücreden ısı salınımının derecesine dayanamayan alternatif yüksek sıcaklık bandının erimesini önlemek için yapılır.
      NOT: Kalorimetre odasının adyabatik ısınmasını kontrol etmek için gereken doğru sıcaklık okumasını sağlamak için termokupl ile hücre duvarı arasında iyi bir temasın sürdürülmesi önemlidir.
   6. DUT'u hücre şarjı, deşarj, açık devre voltajı izleme veya elektrokimyasal empedans ölçümleri için uygun timsah tarzı klipslerle sabitleyin. Elektrik kablolarını kalorimetre odasının üst yüzeyindeki oluklardan geçirin.
   7. Kalorimetre kapağını yerine takın, termokuplları veya elektrik kablolarını sıkıştırmamaya dikkat edin.
   8. Testten önce görüntü kalitesini en üst düzeye çıkarmak için yüksek sıcaklık boroskopundaki manuel odaklama özelliklerini kullanın. Genellikle boroskop, kalorimetrenin ısıtılması sırasında optik odaktaki dalgalanmaları hesaba katmak için hücre tutucunun alt plakasına odaklanır.
   9. Bir termal HWS test protokolü başlatın. Test parametreleri ve temsili değerler aşağıdaki gibidir:
      - Başlangıç sıcaklığı: 35 °C
      - Bitiş sıcaklığı: 305 °C
      - Sıcaklık adımı: 5 °C
      - Sıcaklık hızı hassasiyeti: 0,02 °C/dk
      - Bekleme süresi: 30 dk
      - Hesaplama sıcaklığı adımı: 0,2 °C
      - Soğuk hava sıcaklığı: 35 °C
      - Yayın sıcaklığı: 50 °C
      - Emniyet basıncı: 200 Bar
      - Maksimum sıcaklık düşüşü: 25 °C
      - Maksimum basınç düşüşü: 20 Bar
      - Maksimum ekzoterm oranı: 1000.00 °C/dak
      - Maksimum basınç oranı: 160342 Bar/dk
      - Veri günlüğü sıcaklık adımı: 1,00 °C
      - Veri kaydı zaman adımı: 0,5 dk
      - Ekzotermik log sıcaklık adımı: 1.00 °C
   10. Gaz toplama isteniyorsa, toplama sıcaklığını (örn. 120 °C) ve toplama süresini (örn. 0.5 dakika) ayarlayın.
   11. HWS testini başlatın ve hücrenin termal kaçak girmesine izin verin.
       NOT: Kalorimetrenin maksimum sıcaklığına ulaşıldığında, kalorimetredeki dumanı gidermek için otomatik olarak bir egzoz fanı başlatılır.
   12. ARC'yi açmadan ve kalorimetre kapağını çıkarmadan önce haznenin ortam sıcaklığına yakın bir sıcaklığa tamamen soğumasını bekleyin. Hazne için soğutma süresi, haznenin dibine sıvı veya gaz halinde nitrojen enjeksiyonu kullanılarak hızlandırılabilir. Nitrojen desteği olmadan soğutma 24 saate kadar sürebilir.
   13. ARC HWS işlemi, pil hücresinin ayrışmasına/yanmasına neden olur, geriye yanmış elektrot malzemeleri kalır ve
   odanın içindeki enkaz. Kalorimetreyi bir mağaza süpürgesi kullanarak temizleyin ve kalorimetrenin duvarlarını hafif bir çözücü ile silin.

5. Lityum iyon hücrenin başarılı ARC testinin sağlanması

1. Hücrenin uygun SOC'de olduğundan emin olun. Tam şarjlı hücreler tipik olarak en yüksek ısı salınımını ve en erken başlangıç sıcaklığını sağlar, bu da en kötü güvenilir güvenlik tehdidini gösterir.
2. Bomba termokuplunun metal tel ile hücreye sabitlendiğinden emin olun. Termokupl ucunun pilin yan duvarına yapıştırılmaması, kendi kendine ısınmanın etkilerini yakalamaz.
3. Termokupl tanımlarını iki kez kontrol edin: bomba hücreye bağlanır, numune kalorimetre odası içinde serbest yüzer ve (birden fazla yardımcı termokupl kullanılıyorsa) konumları bilinir ve doğrulanır.
4. ARC'de açık devre voltaj izlemesi veya elektrokimya yapıyorsanız, hücrenin beklenen bir voltaj değeri kaydettiğinden emin olun. Beklenmeyen voltaj veya negatif voltaj, ARC kutusu içindeki elektrik kablolarının bağlantısını kaybetmiş veya kabloların ters çevrilmiş olabileceğini gösterir. Tüm hazne metalik olduğu için kurulum sırasında hücreyi kısa devre yapmamaya dikkat edin.

6. ARC verilerinin yorumlanması ve reaksiyon ısısının hesaplanması

1. Toplam reaksiyon ısısını kütle başına ısı birimi (J/g veya J/kg) cinsinden hesaplayın.
2. Aşağıdaki denklemi kullanarak ekzotermin başlangıcı, T_{başlangıcı} ve reaksiyonun maksimum sıcaklığı, T_max gibi reaksiyonun temel termal özelliklerini elde etmek için sıcaklık ve zaman verilerini kullanın:

3. Toplam reaksiyon ısısını hesaplamak için önceki prosedürde ölçülen ısı kapasitesini ve ΔT hesaplamasını kullanın. Mükemmel adabisite eksikliğini hesaba katmak için φ ofset faktörünü kullanın.

4. Aşağıdaki denklemi kullanarak reaksiyon sırasındaki basınç artışını hesaplayın:

5. Reaksiyonun sıcaklık aralığında nasıl geliştiğini göstermek için logaritmik sıcaklık oranını sıcaklığa karşı çizin (Şekil 4B). Isı kapasitesini kullanarak sıcaklık oranını (°C/dak) J/s birimlerine dönüştürün.

Results

Tam şarjlı bir 18650 ticari lityum iyon pil hücresinin HWS deneyinden elde edilen temsili veriler Şekil 4A,B'de verilmiştir. Şekil, "kapalı" bir ARC testi kurulumu sırasında zamanın bir fonksiyonu olarak hücre sıcaklığını göstermektedir. Temel termal özellikler (T_başlangıç, T_maks ve ΔT) şekilde vurgulanmıştır. T_{başlangıcının} yeri, T_max'a ulaşılana kadar devam eden ekzotermik adımın başlangıcıdır. Bu deney sırasında maksimum basınç ...

Discussion

ARC cihazıyla gerçekleştirilen HWS test prosedürü, bir lityum iyon pilin oluşturduğu en kötü güvenilir güvenlik tehdidini belirlemek için kritik öneme sahiptir. Kendi kendine ısınma başlangıç sıcaklığı ve termal kaçak sırasındaki maksimum sıcaklık ölçümleri, lityum iyon hücrelerin güvenliğini doğru bir şekilde değerlendirmek için gerekli objektif verileri sağlar. ARC tabanlı deneylerin kullanılmasıyla, pil güvenliği ölçümleri kontrollü ve tekrarlanabilir bir şekilde ölçülebilir.

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
borescope	Optronics		Sert, yüksek sıcaklık boroskopu
Enerji Laboratuvarı Potansiyostatı	Princeton Uygulamalı Araştırma / Açık	devre gerilimi, galvanostik/potansiyostatik pil çevrimi ve elektrokimyasal empedans spektroskopisi toplayabilen Ametek
Genişletilmiş Hacim İvme Hızı Kalorimetresi	Termal Tehlike Teknolojileri		Orta büyüklükte sistem, numune aralığı: bileşenlerden pillere. Çalışma hacmi: 0,57 m3
yüksek sıcaklık bandı	spesifik
lityum-iyon pil hücresi	18650 form faktöründe grafit lityum-iyon hücreye karşı	çeşitli
mat ısıtıcı	Omega		form faktörü ve boyutu, ısı kapasitesi ölçümleri için pil hücresine bağlıdır
küresel bomba	Termal Tehlike Teknolojileri		ARC kalibrasyonu için küçük hacimli bomba