Litija jonu akumulatori nodrošina enerģiju daudzām mūsdienu tehnoloģijām — no viedtālruņiem līdz elektroautomobiļiem (EV). Tomēr to plašā izmantošana ir pievērsusi uzmanību drošības riskiem, jo īpaši termiskās nekontrolējamības draudiem. Tā ir ķēdes reakcija, kuras laikā iekšēja pārkaršana var izraisīt aizdegšanos un intensīvu, grūti nodzēšamu ugunsgrēku.
Pašreizējās tendences liecina, ka litija jonu akumulatoru izraisīto ugunsgrēku skaits pieaug. Apvienotajā Karalistē vien ugunsdzēsības dienesti 2023. gadā ziņoja par šādu ugunsgrēku skaita pieaugumu par 46 % salīdzinājumā ar iepriekšējo gadu. Tie bija saistīti ar tādām ierīcēm un transportlīdzekļiem kā elektriskie velosipēdi, elektriskie skrejriteņi un elektroautomobiļi. Tas uzsver nepieciešamību pēc moderniem drošības risinājumiem, kas efektīvi samazina šos riskus.
Kā ugunsizturīgie materiāli pārtrauc ķēdes reakciju
Termiskā nekontrolējamība rodas, ja litija jonu akumulators tiek bojāts vai tajā notiek īssavienojums, izraisot nekontrolējamu siltuma un ķīmisko reakciju ciklu, kas var novest pie ugunsgrēka vai sprādziena. Elektroautomobiļu (EV) akumulatoru blokos, ko veido daudzas savstarpēji savienotas nelielas šūnas, problēma vienā šūnā var ātri izplatīties pa visu bloku, ja tā nav pareizi izolēta.
Ugunsizturīgajiem materiāliem ir būtiska nozīme termiskās nekontrolējamības ierobežošanā. Tie nodrošina augstu karstumizturību un veido fiziskas barjeras, kas palīdz aizturēt un ierobežot siltuma un liesmu izplatīšanos. Šie materiāli uzlabo ugunsdrošību, palēninot termiskās nekontrolējamības izplatīšanos un nodrošinot transportlīdzekļa pasažieriem vērtīgu papildu laiku tā atstāšanai.
Lai gan neviena tehnoloģija nevar pilnībā novērst termisko nekontrolējamību, ugunsizturīgo materiālu iekļaušana elektroautomobiļu akumulatoru sistēmās un rūpnieciskajās akumulatoru glabātavās būtiski uzlabo uguns ierobežošanu un siltuma pārvaldību. Šajā rakstā aplūkoti galvenie ugunsizturīgie risinājumi, kas paredzēti litija jonu akumulatoru drošības uzlabošanai un termiskās nekontrolējamības seku mazināšanai elektroautomobiļos un rūpnieciskajās glabātavās.
Galvenie ugunsizturīgie risinājumi litija akumulatoru aizsardzībai pret uguni
Kalcija silikāta izolācijas plāksne
Lietojums: Pateicoties karstumizturības un siltumizolācijas īpašībām, Vitcas kalcija silikāta plāksne ir lieliski piemērota elektroautomobiļu akumulatoru nodalījumu apšūšanai. Šī izolācijas plāksne iztur augstu temperatūru līdz 1100 °C un var kalpot kā uzticama termiskā barjera.
Priekšrocības:
- Šīs plāksnes uzlabo termisko stabilitāti, novēršot siltuma izplatīšanos starp šūnām, tādējādi paaugstinot drošību un pagarinot akumulatora darbmūžu augstas temperatūras apstākļos.
- Kamīnu konstrukciju plāksne nodrošina efektīvu siltumizolāciju, samazina pārmērīgu siltuma pārnesi un uzlabo akumulatora drošību.
Bioloģiski šķīstošs izolācijas paklājs ar alumīnija foliju
Lietojums: Vitcas bioloģiski šķīstošais paklājs ar alumīnija foliju kalpo kā termiskā barjera elektroautomobiļu akumulatoru sistēmās. Bioloģiski šķīstošo šķiedru kodols nodrošina izolāciju un izturību pret ļoti augstu temperatūru, savukārt alumīnija folija atstaro izstaroto siltumu. Tādēļ materiāls ir piemērots uzstādīšanai starp šūnām vai kā akumulatoru bloku ārējais slānis.
Priekšrocības:
- Iztur augstu temperatūru līdz 1200 °C un kavē siltuma izplatīšanos termiskās nekontrolējamības laikā.
- Alumīnija folija uzlabo siltuma atstarošanu un ierobežošanu.
- Materiāls ir viegls, vienkārši uzstādāms un videi draudzīgs, tāpēc nodrošina efektīvu siltuma pārvaldību, būtiski nepalielinot svaru.
Izolācija ar alumīnija pārklājumu
Lietojums: Vitcas izolācijas filcs ar alumīnija pārklājumu ir ideāli piemērots elektroautomobiļu akumulatoru bloku vai atsevišķu šūnu aptīšanai. Tas nodrošina papildu termiskās aizsardzības slāni, kas ierobežo siltuma izplatīšanos un palīdz novērst termisko nekontrolējamību. Alumīnija folijas slānis darbojas kā papildu aizsargekrāns, kas atstaro izstaroto siltumu.
Priekšrocības:
- Samazina siltuma pārnesi starp šūnām un apkārtējām detaļām.
- Materiāls ir viegls un elastīgs, tāpēc to var vienkārši izmantot kompaktos akumulatoru nodalījumos.
- Uzlabo drošību, darbojoties kā augstas temperatūras siltumaizsardzības ekrāns līdz 550 °C temperatūrai (alumīnija folijas slāņa karstumizturība ir 300 °C).
Litija akumulatoru aizsardzība pret uguni rūpnieciskajās glabātavās
Rūpnieciskajā vidē, piemēram, rūpnīcās un noliktavās, litija jonu akumulatoru aizsardzībai pret uguni ir nepieciešama vairāku ugunsizturīgu risinājumu kombinācija:
Kalcija silikāta izolācijas plāksne
Lietojums: Vitcas kalcija silikāta izolācijas plāksne ir ideāli piemērota litija akumulatoru glabāšanas telpu sienu, grīdu un griestu apšūšanai, izveidojot karstumizturīgu un ilgmūžīgu ugunsdrošības barjeru.
Priekšrocības:
- Nodrošina teicamu siltumizolāciju un ierobežo siltuma pārnesi starp glabātajiem akumulatoriem.
- Saglabā konstrukcijas integritāti augstā temperatūrā līdz 1100 °C, nodrošinot ilgtermiņa uzticamību.
- Plāksne ir viegla un vienkārši uzstādāma, tādēļ piemērota individuāli projektētām glabāšanas telpām.
Bioloģiski šķīstošs izolācijas paklājs ar alumīnija foliju
Lietojums: Vitcas bioloģiski šķīstošais paklājs ar alumīnija foliju ir paredzēts atsevišķu litija akumulatoru bloku aptīšanai un izolēšanai, nodrošinot teicamu siltumizolāciju un siltuma ierobežošanu glabāšanas vienībās.
Priekšrocības:
- Veido barjeru, kas iztur augstu temperatūru līdz 1200 °C, izolē akumulatoru blokus un ierobežo siltuma izplatīšanos.
- Alumīnija folijas slānis atstaro izstaroto siltumu un uzlabo tā ierobežošanu un pārvaldību.
- Materiāls ir viegls, elastīgs un vienkārši uzstādāms, ļaujot efektīvi organizēt glabāšanas telpu.
Izolācija ar alumīnija pārklājumu
Lietojums: Vitcas filcs ar alumīnija folijas pārklājumu ir ideāli piemērots akumulatoru nodalījumu vai veselu glabāšanas vienību aptīšanai. Tas kalpo gan kā efektīvs aizsargekrāns pret izstaroto siltumu, gan kā siltumizolācija. Izolācijas filcs iztur temperatūru līdz 550 °C, savukārt alumīnija slānis — līdz 300 °C.
Priekšrocības:
- Apvieno uzticamu siltumizolāciju ar izstarotā siltuma atstarošanu, samazinot siltuma uzkrāšanos.
- Materiāls ir elastīgs un vienkārši uzstādāms, tāpēc pielāgojas dažādām glabāšanas konfigurācijām.
- Tas ir viegls un izturīgs un nodrošina papildu termiskās aizsardzības slāni litija akumulatoru glabāšanas sistēmām.
Eksperta padoms: Pareizi sadalot glabāšanas vienības atsevišķos nodalījumos, var ierobežot siltuma un liesmu izplatīšanos starp akumulatoriem. Šāda pieeja nodrošina efektīvu aizsardzību pret uguni, uzlabo personāla un aprīkojuma drošību un samazina ugunsgrēka radīto bojājumu risku litija jonu akumulatoru glabāšanas telpās.
Aizsardzība pret termisko nekontrolējamību elektroautomobiļos
Termiskās barjeras
Lai izveidotu integrētu risinājumu, kombinējiet bioloģiski šķīstošo paklāju ar ugunsizturīgu apšuvumu, piemēram, alumīnija pārklājuma dūmvada izolāciju, izveidojot termiskās barjeras akumulatoru nodalījumos. Šīs termiskās barjeras palīdz ierobežot siltuma pārnesi starp šūnām un litija jonu akumulatora aizdegšanās gadījumā nodrošina cilvēkiem vairāk laika, lai droši atstātu transportlīdzekli vai glabāšanas telpu.
Spraugu hermetizēšana
Pareiza hermetizēšana novērš litija akumulatora ugunsgrēka izplatīšanos akumulatoru blokā. Jauni, inovatīvi risinājumi ir vērsti uz hermētiska un ūdensnecaurlaidīga korpusa izveidi, kas palīdz novērst īssavienojumus. Tam nepieciešams rūpīgi izvērtēt akumulatoru bloka blīvējuma virsmu, kurai precīzi jāsaskan ar korpusa konstrukciju un blīvgredzenu. Lai to panāktu, būtiska ir akumulatora korpusa augšējā vāka un apakšējās daļas precīza mehāniskā apstrāde. Hermētisku un karstumizturīgu termisko barjeru palīdz saglabāt arī hermētiķa, piemēram, Vitcas CFA Adhesive līmes, uzklāšana uz savienojamajām metāla detaļām un no piemērotiem materiāliem, piemēram, EPDM gumijas, izgatavotu kompresijas blīvju izmantošana.
Jaunākās tendences elektroautomobiļu drošības risinājumos
Ražotāji akumulatoru drošības risinājumos arvien biežāk izmanto inovatīvus materiālus, tostarp:
Kompresijas starplikas:
- Kompresijas starplikas nodrošina strukturālu balstu un aizsardzību pret uguni maisiņveida akumulatoru šūnām. Tās uztur termisko un elektrisko savienojumu litija jonu akumulatoru blokos, vienlaikus pieļaujot izplešanos uzlādes laikā vai ļoti augstā temperatūrā. Pētījumi liecina, ka zema vai vidēja spiediena (no 0,08 MPa līdz 0,4 MPa) izmantošana var pagarināt akumulatora darbmūžu, optimizējot novecošanas procesu. Apvienojumā ar karstumizturīgiem un nedegošiem slāņiem kompresijas starplikas uzlabo arī drošību, izolējot pret termisko nekontrolējamību. Tā ir īpaši svarīga īpašība lieliem elektroautomobiļu akumulatoru blokiem, kuriem ir pārkaršanas risks. Šī papildu aizsardzība palīdz mazināt riskus un vienlaikus pasargāt transportlīdzekļa pasažierus.
Iekapsulēšanas putas:
- Iekapsulēšanas putas nodrošina vieglu siltumizolāciju un strukturālo integritāti akumulatoru blokiem ar cilindriskām šūnām. Tās aizsargā akumulatoru šūnas pret triecieniem, samazina siltuma pārnesi un palīdz novērst termisko nekontrolējamību. Bieži izmantotie materiāli ir silikons, kas nodrošina izturību pret augstu temperatūru, epoksīdsveķi stingram savienojumam un poliuretāns ekonomiskākai un mīkstākai izolācijai. Katrs materiāls tiek izvēlēts atbilstoši konkrētajām veiktspējas prasībām.
Secinājums: drošākas elektroautomobiļu nākotnes veidošana
Ugunsizturīgo materiālu attīstība maina elektroautomobiļu akumulatoru drošību, palīdzot novērst ar litija jonu akumulatoru aizdegšanos saistītos riskus. Tādi risinājumi kā bioloģiski šķīstošais paklājs, kamīnu konstrukciju plāksne un alumīnija pārklājuma dūmvada izolācija ļauj elektroautomobiļu ražotājiem izstrādāt izturīgākas un drošākas akumulatoru sistēmas.
Šī integrētā, uz ugunsizturīgiem materiāliem balstītā pieeja uzlabo siltuma pārvaldību un akumulatoru drošību, vairo uzticību elektroautomobiļu tehnoloģijām un veicina ilgtspējīgu transportu. Ieviešot modernus drošības risinājumus, elektroautomobiļu nozare nosaka jaunus standartus un paver ceļu videi draudzīgākai un drošākai transporta nākotnei.
