Исследователи из Соединенного Королевства проанализировали выделение газов литий-ионных аккумуляторов и обнаружили, что никель-марганцево-кобальтовые (NMC) аккумуляторы выделяют большие удельные объемы газов, в то время как литий-железо-фосфатные (LFP) аккумуляторы представляют большую опасность воспламенения и демонстрируют большую токсичность, в зависимости от состояния заряда (SOC).
Часто говорят, что батареи LFP безопаснее систем хранения NMC, но недавние исследования показывают, что это слишком упрощенное представление.
Известно, что в редких случаях катастрофического отказа выделяемые газы при тепловом разгоне литий-ионной батареи являются легковоспламеняющимися и токсичными, что делает их серьезной проблемой безопасности. Но, хотя производство выделяемых газов широко исследовалось, до сих пор не было проведено всеобъемлющего обзора по этой теме.
В новой статье исследователи из Университета Шеффилда , Имперского колледжа Лондона и Университета Сент-Эндрюс в Соединенном Королевстве провели подробный метаанализ 60 статей для изучения наиболее влиятельных параметров батареи и возможных характеристик выделяемых газов. чтобы определить, какой тип батареи будет наименее опасным.
Они обнаружили, что, хотя батареи NMC выделяют больше газа, чем батареи LFP, в абсолютном выражении батареи LFP значительно более токсичны, чем батареи NMC.
Токсичность зависит от состояния заряда (SOC). Как правило, более высокий SOC приводит к большему удельному объему генерации газа.
Сравнивая предыдущие результаты для обоих химических анализов, исследователи обнаружили, что LFP более токсичен при более низком SOC, а NMC более токсичен при более высоком SOC. А именно, в то время как при более высоком SOC LFP обычно производит меньше газов, чем другие химические процессы, при более низких уровнях SOC объемы могут быть сопоставимы между химическими процессами, но в некоторых случаях LFP может генерировать больше.
Призматические ячейки также имеют тенденцию генерировать большие удельные объемы газов, чем другие формы ячеек.
Состав отходящих газов в элементах NMC и LFP в среднем очень похож, но батареи LFP имеют большее содержание водорода, а батареи NMC имеют большее содержание угарного газа.
Чтобы оценить пожарную опасность каждого химического вещества, исследователи рассчитали и сравнили нижний предел воспламеняемости (LFL) отходящих газов. Они установили, что LFL для LFP и NMC составляют 6,2% и 7,9% (в инертной атмосфере) соответственно. Учитывая LFL и средние объемы производимых газов, для превышения предельного LFL элементам LFP требуется на 18% меньше объема газов, чем батарее из NMC.
«Следовательно, LFP представляет собой большую опасность возгорания, даже несмотря на то, что они показывают меньшее количество возгораний в тестах на тепловой разгон элементов», — говорят исследователи.
Они обсудили свои выводы в «Обзоре выбросов газов в результате термического отказа литий-ионных аккумуляторов – рассмотрение токсичных и легковоспламеняющихся соединений», который был недавно опубликован в журнале Energy Storage .
Прочитано 2073 раз(а)
0 комментариев