இன்று, பல்வேறு கார் நிறுவனங்கள் ஆற்றல் மின்கலங்களில் லித்தியம் பேட்டரிகளைப் பெருமளவில் பயன்படுத்தி வருகின்றன, மேலும் அவற்றின் ஆற்றல் அடர்த்தியும் தொடர்ந்து அதிகரித்து வருகிறது. இருப்பினும், மக்கள் இன்னும் ஆற்றல் மின்கலங்களின் பாதுகாப்பு குறித்து முழுமையான தெளிவின்றி உள்ளனர், மேலும் இது பேட்டரிகளின் பாதுகாப்பிற்கு ஒரு சிறந்த தீர்வாக அமையவில்லை. வெப்பத் தப்பித்தல் (Thermal runaway) என்பது ஆற்றல் மின்கலப் பாதுகாப்பின் முக்கிய ஆய்வுப் பொருளாகும், மேலும் இது கவனம் செலுத்தத் தகுந்த ஒன்றாகும்.
முதலில், வெப்பத் தப்பித்தல் என்றால் என்ன என்பதைப் புரிந்துகொள்வோம். வெப்பத் தப்பித்தல் என்பது பல்வேறு தூண்டுதல்களால் ஏற்படும் ஒரு தொடர் வினை நிகழ்வாகும். இதன் விளைவாக, குறுகிய காலத்திற்குள் பேட்டரியிலிருந்து அதிக அளவு வெப்பமும் தீங்கு விளைவிக்கும் வாயுக்களும் வெளியேற்றப்படுகின்றன. தீவிரமான சந்தர்ப்பங்களில், இது பேட்டரி தீப்பிடித்து வெடிக்கவும் காரணமாகலாம். அதிக வெப்பமடைதல், அதிகப்படியான மின்னேற்றம், உள் குறுக்குச் சுற்று, மோதல் போன்ற பல காரணங்களால் வெப்பத் தப்பித்தல் ஏற்படுகிறது. பேட்டரி வெப்பத் தப்பித்தல் பெரும்பாலும் பேட்டரி செல்லில் உள்ள எதிர்மறை SEI படலம் சிதைவடைவதில் இருந்து தொடங்குகிறது. அதைத் தொடர்ந்து, உதரவிதானம் சிதைந்து உருகுவதால், எதிர்மறை மின்முனையும் மின்பகுளியும் பாதிக்கப்படுகின்றன. பின்னர், நேர்மறை மின்முனை மற்றும் மின்பகுளி ஆகிய இரண்டும் சிதைவடைந்து, ஒரு பெரிய அளவிலான உள் குறுக்குச் சுற்றைத் தூண்டுகின்றன. இதனால் மின்பகுளி எரிந்து, பின்னர் அது மற்ற செல்களுக்கும் பரவி, ஒரு தீவிரமான வெப்பத் தப்பித்தலை ஏற்படுத்துகிறது. இது முழு பேட்டரி பேக்கையும் தன்னிச்சையாகத் தீப்பற்றச் செய்கிறது.
வெப்பத் தப்பித்தல் நிகழ்விற்கான காரணங்களை அக மற்றும் புறக் காரணங்களாகப் பிரிக்கலாம். அகக் காரணங்கள் பெரும்பாலும் உள்ளகக் குறுக்குச் சுற்றுகளால் ஏற்படுகின்றன; புறக் காரணங்கள் இயந்திர முறைகேடு, மின்சார முறைகேடு, வெப்ப முறைகேடு போன்றவற்றால் ஏற்படுகின்றன.
பேட்டரியின் நேர்மின் மற்றும் எதிர்மின் முனைகளுக்கு இடையே ஏற்படும் நேரடித் தொடர்பான உள் குறுக்குச் சுற்று, தொடர்பின் அளவு மற்றும் அதைத் தொடர்ந்து தூண்டப்படும் எதிர்வினை ஆகியவற்றில் பெரிதும் மாறுபடும். பொதுவாக, இயந்திர மற்றும் வெப்ப முறைகேடுகளால் ஏற்படும் ஒரு பெரிய உள் குறுக்குச் சுற்று, நேரடியாக வெப்பத் தப்பித்தலைத் தூண்டும். இதற்கு மாறாக, தானாகவே உருவாகும் உள் குறுக்குச் சுற்றுகள் ஒப்பீட்டளவில் சிறியவை, மேலும் அது உருவாக்கும் வெப்பம் மிகவும் குறைவாக இருப்பதால், அது உடனடியாக வெப்பத் தப்பித்தலைத் தூண்டுவதில்லை. உள் சுய-வளர்ச்சியில் பொதுவாக உற்பத்தி குறைபாடுகள், பேட்டரி வயதாவதால் ஏற்படும் பல்வேறு பண்புகளின் சிதைவு (அதிகரித்த உள் மின்தடை), நீண்டகால மிதமான தவறான பயன்பாட்டினால் ஏற்படும் லித்தியம் உலோகப் படிவுகள் போன்றவை அடங்கும். காலம் செல்லச் செல்ல, இதுபோன்ற உள் காரணங்களால் ஏற்படும் உள் குறுக்குச் சுற்றுக்கான ஆபத்து படிப்படியாக அதிகரிக்கும்.
இயந்திர ரீதியான பாதிப்பு என்பது, வெளிப்புற விசையின் தாக்கத்தால் லித்தியம் பேட்டரி மோனோமர் மற்றும் பேட்டரி பேக் ஆகியவற்றில் ஏற்படும் உருக்குலைவு மற்றும் அதன் வெவ்வேறு பாகங்களின் சார்பு இடப்பெயர்ச்சியைக் குறிக்கிறது. மின்கலத்திற்கு எதிரான இதன் முக்கிய வடிவங்களில் மோதல், அழுத்தம் மற்றும் துளை ஆகியவை அடங்கும். உதாரணமாக, அதிவேகத்தில் செல்லும் வாகனம் மீது ஒரு வெளிப்பொருள் உரசியபோது, அது நேரடியாக பேட்டரியின் உள் சவ்வு சிதைவடைந்தது. இதன் விளைவாக, பேட்டரிக்குள் மின்சுற்று ஏற்பட்டு, குறுகிய காலத்திற்குள் தன்னிச்சையான தீப்பற்றல் தூண்டப்பட்டது.
லித்தியம் பேட்டரிகளின் மின்சாரத் தவறான பயன்பாடு என்பது பொதுவாக வெளிப்புறக் குறுக்குச் சுற்று, அதிகப்படியான மின்னேற்றம், அதிகப்படியான மின்னிறக்கம் போன்ற பல வடிவங்களை உள்ளடக்கியது. இது பெரும்பாலும் வெப்பத் தப்பித்தல் (thermal runaway) நிலைக்கு வழிவகுத்து, அதிகப்படியான மின்னேற்றத்தை ஏற்படுத்துகிறது. வேறுபட்ட அழுத்தங்களைக் கொண்ட இரண்டு கடத்திகள் மின்கலத்திற்கு வெளியே இணைக்கப்படும்போது வெளிப்புறக் குறுக்குச் சுற்று ஏற்படுகிறது. வாகன மோதல்கள், நீரில் மூழ்குதல், கடத்தி மாசுபடுதல் அல்லது பராமரிப்பின் போது ஏற்படும் மின் அதிர்ச்சி ஆகியவற்றால் ஏற்படும் உருக்குலைவுகளின் காரணமாக பேட்டரி பேக்குகளில் வெளிப்புறக் குறுக்குச் சுற்றுகள் ஏற்படலாம். பொதுவாக, ஒரு துளையைப் போலல்லாமல், வெளிப்புறக் குறுக்குச் சுற்றிலிருந்து வெளியிடப்படும் வெப்பம் பேட்டரியை சூடாக்குவதில்லை. வெளிப்புறக் குறுக்குச் சுற்றுக்கும் வெப்பத் தப்பித்தலுக்கும் இடையிலான முக்கியத் தொடர்பு, வெப்பநிலை அதிக வெப்பமடையும் நிலையை அடைவதாகும். வெளிப்புறக் குறுக்குச் சுற்றால் உருவாகும் வெப்பத்தை சரியாக வெளியேற்ற முடியாதபோதுதான் பேட்டரியின் வெப்பநிலை உயர்ந்து, அந்த அதிக வெப்பநிலை வெப்பத் தப்பித்தலைத் தூண்டுகிறது. எனவே, குறுக்குச் சுற்று மின்னோட்டத்தைத் துண்டிப்பது அல்லது அதிகப்படியான வெப்பத்தை வெளியேற்றுவது ஆகியவை வெளிப்புறக் குறுக்குச் சுற்று மேலும் சேதத்தை ஏற்படுத்துவதைத் தடுப்பதற்கான வழிகளாகும். அதிகப்படியான மின்னேற்றம், அதன் ஆற்றல் நிறைந்த தன்மையால், மின்சாரத் தவறான பயன்பாட்டின் மிக உயர்ந்த அபாயங்களில் ஒன்றாகும். வெப்பம் மற்றும் வாயு உருவாக்கம் ஆகியவை அதிகப்படியான மின்னேற்றச் செயல்முறையின் இரண்டு பொதுவான அம்சங்களாகும். வெப்ப உருவாக்கம் ஓமிக் வெப்பம் மற்றும் பக்க வினைகளிலிருந்து வருகிறது. முதலில், அதிகப்படியான லித்தியம் உட்பதிவதால் ஆனோடு மேற்பரப்பில் லித்தியம் டென்ட்ரைட்டுகள் வளர்கின்றன.
வெப்பத் தப்பித்தல் பாதுகாப்பு நடவடிக்கைகள்:
உள்ளகத்தின் வெப்பத் தப்பித்தலைத் தடுப்பதற்காக, சுயமாக உருவாகும் வெப்ப நிலையில் நமக்கு இரண்டு வழிகள் உள்ளன. ஒன்று, உள்ளகத்தின் பொருளை மேம்படுத்துவது; வெப்பத் தப்பித்தலின் சாராம்சம் முக்கியமாக நேர்மின் மற்றும் எதிர்மின் மின்முனைப் பொருட்கள் மற்றும் மின்பகுளியின் நிலைத்தன்மையில் அடங்கியுள்ளது. எதிர்காலத்தில், எதிர்மின்முனைப் பொருள் பூச்சு, மாற்றியமைத்தல், ஒருபடித்தான மின்பகுளி மற்றும் மின்முனையின் இணக்கத்தன்மை, மற்றும் உள்ளகத்தின் வெப்பக் கடத்துத்திறனை மேம்படுத்துதல் ஆகியவற்றில் நாம் பெரும் முன்னேற்றங்களை அடைய வேண்டும். அல்லது, தீத்தடுப்பு விளைவை ஏற்படுத்த அதிகப் பாதுகாப்புள்ள மின்பகுளியைத் தேர்ந்தெடுக்க வேண்டும். இரண்டாவதாக, திறமையான வெப்ப மேலாண்மைத் தீர்வுகளைக் கையாள்வது அவசியமாகும்.PTC குளிரூட்டி ஹீட்டர்/ PTC ஏர் ஹீட்டர்லி-அயன் பேட்டரியின் வெப்பநிலை உயர்வை வெளிப்புறத்திலிருந்து கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம், மின்கலத்தின் SEI படலம் கரைதல் வெப்பநிலையை அடையாமல் இருப்பதை உறுதிசெய்து, இயல்பாகவே வெப்பத் தப்பித்தல் ஏற்படாமல் தடுக்கிறது.
பதிவிட்ட நேரம்: மார்ச்-17-2023
