280 एएच लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी के थर्मल रनवे के कारण गैस उत्पादन और ज्वाला व्यवहार पर प्रायोगिक अध्ययन

1. अनुसंधान पृष्ठभूमि

ऊर्जा की कमी और पर्यावरण प्रदूषण मानवता के सामने मुख्य समस्याएँ हैं, और नई ऊर्जा का विकास एक वैश्विक अनुसंधान फोकस बन गया है। लिथियम आयन बैटरियां, विशेष रूप से लिथियम आयरन फॉस्फेट (एलएफपी) बैटरियां, अपने प्रदर्शन लाभों के कारण ऊर्जा भंडारण के लिए पसंदीदा बैटरी बन गई हैं। इलेक्ट्रोकेमिकल ऊर्जा भंडारण (ईईएस) बिजली संयंत्रों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, लेकिन लिथियम-आयन बैटरी के सुरक्षा मुद्दों ने बहुत ध्यान आकर्षित किया है। वर्तमान में, उच्च क्षमता वाली लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी (280Ah) के लिए गैस उत्पादन और आग की लपटों में थर्मल रनअवे (TR) व्यवहार के खतरों की समझ अपर्याप्त है। इस अध्ययन में बाहरी हीटिंग विधि का उपयोग करके 280AhLFP बैटरियों की थर्मल रनवे विशेषताओं (गर्मी रिलीज दर, दहन गर्मी, बैटरी सतह तापमान) और गैस उत्पादन पैटर्न (गैस प्रकार और संरचना अनुपात) की जांच की गई। गैस उत्पादन विशेषताओं और थर्मल रनवे के फ्लेम मैक्रोस्कोपिक व्यवहार का विश्लेषण किया गया, और चार्ज की विभिन्न अवस्थाओं (एसओसी) के तहत बैटरी थर्मल रनवे और आग जोखिम के विकास कानूनों को स्पष्ट किया गया। बैटरी थर्मल रनवे के विशिष्ट मापदंडों पर एसओसी के प्रभाव का भी पता लगाया गया। यह अध्ययन ईईएस में 50% और 100% एसओसी पर एलएफपी बैटरियों के टीआर व्यवहार का खुलासा करता है, जो ईईएस आग की रोकथाम और आपातकालीन प्रतिक्रिया डिजाइन के लिए संदर्भ डेटा प्रदान करता है।

2. प्रायोगिक सेटअप

2.1 बैटरी उदाहरण

इस अध्ययन में सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री के रूप में लिथियम आयरन फॉस्फेट (LiFePO4) और नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री के रूप में ग्रेफाइट (C) के साथ 280Ah लिथियम-आयन बैटरी का उपयोग किया गया। विस्तृत भौतिक पैरामीटर तालिका 1 में दिखाए गए हैं। बैटरी को चार्ज और डिस्चार्ज करने के लिए NEWARECT-4004-5V20A NFT डिवाइस का उपयोग करें। बैटरी को 20A के करंट से डिस्चार्ज करें जब तक कि कट-ऑफ वोल्टेज 2.5V तक न पहुंच जाए। बैटरी को निरंतर चालू और निरंतर वोल्टेज मोड का उपयोग करके चार्ज किया जाता है, जिसमें 20A का चार्जिंग करंट और 2.8A और 3.65V का कट-ऑफ करंट और वोल्टेज होता है। परीक्षण से पहले, बैटरी को पूरी तरह से चार्ज करें (100% एसओसी), और फिर प्रयोगात्मक आवश्यकताओं के अनुसार बैटरी को चार्ज की वांछित स्थिति में डिस्चार्ज करें।

2.2 प्रायोगिक उपकरण और विधियाँ

2.2.1 प्रायोगिक सेटअप

चित्र 1 कार्य में उपयोग किए गए प्रायोगिक प्लेटफ़ॉर्म को दर्शाता है, जिसमें 1.8m × 1.8m × 2m के आयामों के साथ ISO9705 मानक के अनुसार निर्मित एक दहन कक्ष और अन्य प्रायोगिक उपकरण शामिल हैं। दहन कक्ष के ऊपरी तरफ एक धुआं निकास नलिका होती है। सभी प्रयोग दहन कक्ष में आयोजित किए गए।

2.2.2 प्रायोगिक विधियाँ

280Ah लिथियम आयरन फॉस्फेट (LiFePO4) बैटरी के थर्मल रनवे का कारण बनने के लिए हीटिंग प्लेट का उपयोग करें। के-प्रकार थर्मोकपल का उपयोग करके बैटरी की सतह के तापमान को मापें, गर्मी रिलीज दर मापने वाले उपकरण का उपयोग करके टीआर प्रक्रिया के दौरान गर्मी रिलीज दर (एचआरआर) को मापें, और एकीकरण के माध्यम से थर्मल रनवे की कुल गर्मी उत्पादन प्राप्त करें। गैस संरचना का पता लगाने के लिए फूरियर ट्रांसफॉर्म इंफ्रारेड स्पेक्ट्रोमीटर (एफटीआईआर स्पेक्ट्रोमीटर) का उपयोग करें, और वास्तविक समय में बड़े पैमाने पर परिवर्तन एकत्र करने के लिए मेटलर बैलेंस का उपयोग करें। जब बड़ी मात्रा में धुआं उत्सर्जित होता है, तो छिड़काव किए गए इलेक्ट्रोलाइट और दहनशील गैस को प्रज्वलित करने के लिए एक इलेक्ट्रॉनिक इग्निशन डिवाइस का उपयोग करें। थर्मोकपल को बैटरी की हीटिंग सतह और पिछली सतह पर वितरित किया जाता है (जैसा कि क्रमशः चित्र 2, टीएफ और टीबी में दिखाया गया है), और बैटरी के किनारे पर मापा तापमान और सुरक्षा वाल्व के उद्घाटन की स्थिति में तापमान को दर्शाया गया है क्रमशः टीएस और टुप। सुरक्षा वाल्व के ऊपर तापमान मापने के लिए अलग-अलग ऊंचाई पर पांच थर्मोकपल रखें, जो सुरक्षा वाल्व से 5 सेमी, 10 सेमी, 20 सेमी, 30 सेमी और 40 सेमी दूर हों।

3. परिणाम और चर्चा

3.1 टीआर प्रक्रिया के दौरान गैस उत्पादन और लौ व्यवहार

1{2}}0% एसओसी पर, बैटरी टीआर प्रक्रिया के दौरान महत्वपूर्ण गैस उत्पादन और लौ व्यवहार प्रदर्शित करती है, जैसा कि चित्र 3 में दिखाया गया है। 0 सेकंड पर सुरक्षा वाल्व खुलने के बाद, 1 सेकंड में बड़ी मात्रा में इलेक्ट्रोलाइट बाहर निकलता है , जिससे ज्वलनशील पदार्थों की उपस्थिति के कारण लौ के रंग में परिवर्तन होता है। 60 सेकंड और 175 सेकंड पर, बैटरी के अंदर के दो कोर ने थर्मल रनवे का अनुभव किया, जिससे दो तीव्र गैस उत्पादन और लौ छिड़काव की घटनाएं हुईं। यह इंगित करता है कि यद्यपि गैस प्रज्वलन का थर्मल रनवे प्रक्रिया पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है, बैटरी थर्मल रनवे की पूरी प्रक्रिया लगभग 240 सेकंड तक चलती है, और इसके जोखिम मुख्य रूप से गंभीर गैस उत्पादन और जेट लपटों में प्रकट होते हैं। एक सीमित स्थान में, दहनशील गैसों के प्रज्वलन से विस्फोट हो सकता है, जबकि तीव्र ज्वाला स्प्रे आसपास की बैटरियों और पर्यावरण पर गंभीर थर्मल विकिरण प्रभाव पैदा कर सकता है।

3.2 बैटरी की सतह के तापमान का थर्मल रनअवे विश्लेषण

बैटरी की टीआर प्रक्रिया का मूल्यांकन करने में बैटरी की सतह का तापमान एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। चित्र 4 50% एसओसी और 100% एसओसी स्थितियों के तहत बैटरी के सतह तापमान परिवर्तन को दर्शाता है। चित्र 4 (ए) और (बी) गैस उत्पादन स्थितियों के तहत तापमान परिवर्तन दर्शाते हैं, जबकि (सी) और (डी) ज्वलन स्थितियों के तहत तापमान परिवर्तन दिखाते हैं। अवलोकन परिणाम बताते हैं कि एक ही एसओसी के तहत, दो स्थितियों के तहत बैटरी की सतह के तापमान में परिवर्तन की प्रवृत्ति समान होती है। हालाँकि आग की लपटें बैटरी के ऊपर दिखाई देती हैं और एक निश्चित जेट वेग रखती हैं, लेकिन उनकी विकिरणित गर्मी का बैटरी की सतह पर सीधा प्रभाव सीमित होता है, इसलिए बैटरी की सतह के तापमान पर गैस दहन का प्रभाव अपेक्षाकृत कम होता है। 50% एसओसी वाली बैटरियों के लिए, थर्मल रनअवे प्रक्रिया अपेक्षाकृत धीमी है, जैसा चित्र 4 (ए) और (सी) में दिखाया गया है। गैस उत्पादन की स्थिति में, बैटरी के किनारे का तापमान तेजी से बढ़ता है और 3200 सेकंड पर थर्मल रनवे शुरू हो जाता है, जिसमें उच्चतम तापमान क्रमशः 434.9 डिग्री सेल्सियस (सामने) और 307.3 डिग्री सेल्सियस (पीछे) तक पहुंच जाता है। इग्निशन स्थितियों के तहत, बैटरी के किनारे का तापमान 3169 सेकेंड पर तेजी से बढ़ता है, जिसमें उच्चतम तापमान गैस उत्पादन की स्थिति से थोड़ा अधिक होता है। आगे और पीछे की सतहों पर उच्चतम तापमान क्रमशः 475.9 डिग्री सेल्सियस और 319.6 डिग्री सेल्सियस है। इस बीच, अध्ययन में बैटरी वोल्टेज में बदलाव का भी विश्लेषण किया गया। गैस और लौ की स्थिति में, जब 50% एसओसी वाली बैटरी थर्मल रनवे का अनुभव करती है, तो इसका वोल्टेज लगभग 400 सेकंड की अवधि के साथ धीरे-धीरे कम हो जाएगा। यह इंगित करता है कि थर्मल रनवे के दौरान, 50% एसओसी बैटरियों की आंतरिक प्रतिक्रिया दर धीमी होती है और थर्मल रनवे प्रक्रिया की अवधि लंबी होती है।

थर्मल रनवे प्रक्रिया की नियमितता विशेषताओं का और अधिक विश्लेषण करने के लिए, चित्र 5 तापमान वृद्धि दर और समय के वक्रों के साथ-साथ तापमान और तापमान वृद्धि दर को दर्शाता है। DT/dt तापमान वृद्धि की दर को दर्शाता है। बैटरी के पीछे तापमान वृद्धि दर के आधार पर, जब तापमान वृद्धि दर 0.5 डिग्री सेल्सियस/सेकेंड से अधिक हो जाती है, तो बैटरी के अंदर की प्रतिक्रिया को अपरिवर्तनीय के रूप में परिभाषित किया जाता है। 5{4}}% एसओसी वाली बैटरी के लिए, तापमान वृद्धि दर की अवधि 0.5 डिग्री सेल्सियस/सेकेंड से अधिक 80 सेकंड है, जबकि 100% एसओसी वाली बैटरी के लिए, यह अवधि 200 सेकंड है। इस बीच, 100% एसओसी बैटरियों में थर्मल रनवे की चरम तापमान वृद्धि दर भी 50% एसओसी बैटरियों की तुलना में अधिक है। तापमान परिवर्तन वक्र और dT/dt के अनुसार, बैटरी की थर्मल रनवे प्रक्रिया को चार चरणों में विभाजित किया जा सकता है: पहला चरण तापन अवस्था है, जिसमें तापमान वृद्धि दर 0.03-0.04 डिग्री पर बनाए रखी जाती है। सी/एस. बैटरी का आंतरिक तापमान कम होता है, और ताप स्रोत को हीटिंग प्लेट के माध्यम से बैटरी में स्थानांतरित किया जाता है। दूसरा चरण थर्मल रनवे का प्रारंभिक चरण है, जहां तापमान वृद्धि दर धीरे-धीरे 1 डिग्री सेल्सियस/सेकेंड तक बढ़ जाती है। बैटरी के अंदर एसईआई फिल्म विघटित होने लगती है, और इलेक्ट्रोलाइट इलेक्ट्रोलाइट वाष्प में वाष्पित हो जाता है, जिससे आंतरिक दबाव में वृद्धि होती है और आंतरिक प्रतिक्रियाएं तेज हो जाती हैं। तीसरा चरण थर्मल रनवे चरण है, जहां आंतरिक सामग्रियों की तीव्र प्रतिक्रिया से बड़ी मात्रा में गैस उत्पन्न होती है, जो बाहरी इग्निशन स्रोत की अनुपस्थिति में और की उपस्थिति में बड़ी मात्रा में दहनशील धुएं के प्रसार के रूप में प्रकट होती है। लपटें, यह तीव्र जेट लपटों के रूप में प्रकट होती हैं। चौथा चरण शीतलन चरण है। बैटरी द्वारा थर्मल नियंत्रण खो देने के बाद, बैटरी की सतह का तापमान 500 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच सकता है। बैटरी अभी भी उच्च तापमान की स्थिति में होने के कारण, अभी भी कुछ हद तक खतरा बना हुआ है।

3.3 गैस उत्पादन और ज्वाला तापमान विश्लेषण

चित्र 6 गैस उत्पादन स्थितियों के तहत विभिन्न ऊंचाइयों पर 50% एसओसी और 100% एसओसी बैटरियों के गैस तापमान परिवर्तन को दर्शाता है। बैटरी की सतह के तापमान का विश्लेषण करके, यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि 50% एसओसी बैटरियों की थर्मल रनवे अवधि 100% एसओसी बैटरियों की तुलना में अधिक है, और इस निष्कर्ष को गैस तापमान वक्र में भी सत्यापित किया जा सकता है। वह समय जब 50% एसओसी बैटरी का तापमान 50 डिग्री सेल्सियस से ऊपर होता है, लगभग 500 सेकंड तक रहता है, और 5 सेमी पर उच्चतम गैस तापमान अपेक्षाकृत कम, 173.2 डिग्री सेल्सियस होता है; 100% एसओसी बैटरियों की उच्च तापमान अवधि कम होती है, लेकिन 5 सेमी पर उच्चतम गैस तापमान अधिक होता है, जो 325.7 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है, जो 50% एसओसी बैटरियों की तुलना में लगभग दोगुना है (जैसा कि चित्र 6 (बी) में दिखाया गया है)। इसका कारण यह है कि उच्च एसओसी वाली बैटरियों में अधिक तीव्र आंतरिक प्रतिक्रियाएं, तेज गैस उत्पादन दर और उच्च तापमान वाली गैस और आसपास के वातावरण के बीच कम संवहनी ताप हस्तांतरण समय होता है। संवहन ताप स्थानांतरण की क्रिया के तहत, बैटरी की ऊंचाई के साथ माप बिंदु पर तापमान धीरे-धीरे कम हो जाता है, और बैटरी सुरक्षा वाल्व के पास गैस का तापमान अपेक्षाकृत अधिक होता है। जब माप बिंदु बैटरी सुरक्षा वाल्व से 50 सेमी दूर होता है, तो 100% एसओसी बैटरी द्वारा उत्पन्न गैस तापमान 40 डिग्री सेल्सियस तक नहीं पहुंचता है।

प्रयोग के दौरान, चार मुख्य गैसों, CO, CH4, C2H4, और CO2 को फूरियर ट्रांसफॉर्म इंफ्रारेड स्पेक्ट्रोमीटर का उपयोग करके थर्मल रनवे प्रक्रिया के दौरान मापा गया था। यह पाया गया कि थर्मल रनवे के दौरान कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन सबसे अधिक हुआ, जिसका अनुपात अन्य गैसों की तुलना में बहुत अधिक था, इसके बाद कार्बन मोनोऑक्साइड, मीथेन, एथिलीन और अन्य हाइड्रोकार्बन गैसें थीं। हाइड्रोजन गैस को मापने में उपकरण की असमर्थता के कारण इसकी सांद्रता का विश्लेषण नहीं किया गया। इसके अलावा, चित्र 6 (डी) में इन चार गैसों के अनुपात के विश्लेषण के अनुसार, कार्बन डाइऑक्साइड 51.2% और कार्बन मोनोऑक्साइड 22.9% है। हालाँकि, थर्मल रनवे प्रक्रिया के दौरान उत्पन्न हाइड्रोजन गैस की बड़ी मात्रा को देखते हुए, चित्र 6 (डी) में दिखाया गया कार्बन डाइऑक्साइड का अनुपात सभी गैस घटकों का अनुपात नहीं है। उत्पन्न गैस की उच्च ज्वलनशीलता के कारण टीआर का खतरा अधिक होता है। इसलिए, शुद्ध गैस स्थितियों के तहत, थर्मल भगोड़ा व्यवहार मुख्य रूप से विषाक्तता, घुटन और दहन जोखिम लाता है।

ऊर्जा भंडारण बैटरियों के वास्तविक परिदृश्य में, बैटरी के ताप टीआर को छूने के बाद अक्सर आग लग जाती है, इसलिए बैटरी सुरक्षा वाल्व खोलने के बाद इग्निशन ऑपरेशन किया जाना चाहिए, और इग्निशन के बाद गैस के तापमान का विश्लेषण किया जाना चाहिए। जैसा कि चित्र 7 में दिखाया गया है, विभिन्न ऊंचाइयों पर लौ के तापमान को मापने के लिए पांच तापमान माप बिंदुओं को बैटरी के ऊपर लंबवत रूप से व्यवस्थित किया गया है। सुरक्षा वाल्व खोले जाने के बाद, इग्निशन तुरंत शुरू हो जाता है, और प्रत्येक माप बिंदु पर तापमान तेजी से बढ़ जाता है। बैटरी के अंदर थर्मल रनवे के कारण, बड़ी मात्रा में गैस उत्पन्न होती है, और सुरक्षा वाल्व के ऊपर एक हिंसक जेट आग दिखाई देती है। तापमान वक्र से यह देखा जा सकता है कि सबसे अधिक तापमान प्रारंभ में 10 सेमी की ऊंचाई पर होता है, और 5 सेमी और 20 सेमी की ऊंचाई पर तापमान लगभग समान होता है। थर्मल रनवे के बाद के चरण में, लौ धीरे-धीरे कम हो जाती है, और उच्चतम तापमान 5 सेमी की ऊंचाई पर होता है, जिसमें लौ बुझने तक गैस का स्थिर दहन होता है। गैस उत्पादन स्थितियों के तहत तापमान की तुलना में, लौ प्रकट होने के बाद बैटरी के ऊपर का तापमान काफी बढ़ जाता है, जैसा कि चित्र 7 (बी) में दिखाया गया है। 50% एसओसी पर बैटरी के ऊपर लौ का उच्चतम तापमान लगभग 750 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच सकता है, और 100% एसओसी पर बैटरी का तापमान और भी अधिक है, अधिकतम तापमान 900 डिग्री सेल्सियस से अधिक है (चित्र 7 (बी) देखें) ).

3.4 गुणवत्ता हानि विश्लेषण

चित्र 8 गैस उत्पादन स्थितियों के तहत थर्मल रनवे के दौरान 50% एसओसी और 100% एसओसी बैटरियों की गुणवत्ता हानि और गुणवत्ता हानि दर को दर्शाता है। गुणवत्ता में तेजी से गिरावट से पहले, दोनों प्रकार की एसओसी बैटरियों ने गुणवत्ता में गिरावट के धीमे चरण का अनुभव किया, जिसमें लगभग 100-200 ग्राम की हानि हुई। यह धीमी गति से उतरने की प्रक्रिया बैटरी के सुरक्षा वाल्व डिज़ाइन से संबंधित है। जब बैटरी का आंतरिक दबाव एक निश्चित स्तर तक पहुंच जाता है, तो सुरक्षा वाल्व दबाव को थोड़ा कम कर देगा। सुरक्षा वाल्व पूरी तरह से खुले होने के कारण, इस प्रक्रिया के दौरान गुणवत्ता हानि की दर अपेक्षाकृत धीमी है। जैसे-जैसे बैटरी के अंदर गैस बढ़ती है, आंतरिक दबाव धीरे-धीरे बढ़ता है। जब आंतरिक दबाव सुरक्षा वाल्व की दबाव सीमा तक पहुंच जाता है, तो सुरक्षा वाल्व फट जाता है, जिससे बड़ी मात्रा में गैस और इलेक्ट्रोलाइट बाहर निकल जाता है, जिसके परिणामस्वरूप द्रव्यमान में एक रैखिक कमी आती है, जैसा कि चित्र 8 में दिखाया गया है। इस प्रक्रिया के दौरान, गुणवत्ता हानि दर लगभग 110g/s है।

बैटरी के अंदर कई कोर के कारण थर्मल रनवे के दौरान गुणवत्ता हानि दर में कई शिखर आए। 50% SOC बैटरियों की आंतरिक प्रतिक्रिया धीमी है, जो क्रमशः 2.3g/s और 1.25g/s की दो छोटी चोटियों के अनुरूप है। अपनी अपेक्षाकृत उच्च क्षमता के कारण, 100% एसओसी बैटरियां अधिक गंभीर थर्मल रनवे प्रक्रियाओं का अनुभव करती हैं, क्रमशः 12.9 ग्राम/सेकेंड और 15.25 ग्राम/सेकेंड की दो चरम द्रव्यमान हानि दर के साथ, जैसा कि चित्र 8 (बी) में दिखाया गया है। इसके अलावा, 100% एसओसी बैटरियों के लिए, थर्मल रनअवे गैस उत्पादन प्रक्रिया के दौरान बड़े पैमाने पर हानि दर में दो छोटे शिखर थे।

चित्र 9 लौ की स्थिति के तहत थर्मल रनवे प्रक्रिया के दौरान बड़े पैमाने पर परिवर्तन और बड़े पैमाने पर हानि दर को दर्शाता है। थर्मल रनवे की प्रक्रिया आम तौर पर गैस उत्पादन की स्थिति के समान ही होती है, लेकिन जब सुरक्षा वाल्व खोला जाता है, तो बड़े पैमाने पर हानि की दर अपेक्षाकृत कम होती है। 50% एसओसी और 100% एसओसी के अनुरूप द्रव्यमान हानि दर क्रमशः 69.9 ग्राम/सेकंड और 92.9 ग्राम/सेकेंड है। इसका कारण यह है कि सुरक्षा वाल्व खुलने पर इग्निशन ऑपरेशन किया जाता है, और कुछ इलेक्ट्रोलाइट और गैस पूरी तरह से बाहर नहीं निकलते हैं, लेकिन इस समय पूरी तरह से जल जाते हैं। यद्यपि द्रव्यमान हानि की दर कम है, फिर भी यह थर्मल रनवे के दो शिखर मूल्यों से कहीं अधिक है (50% एसओसी लौ के दो शिखर मूल्य 2.05 ग्राम/सेकंड और 1.2 ग्राम/सेकेंड हैं, और 100% एसओसी के दो शिखर मूल्य हैं) 8.05 ग्राम/सेकंड और 9.95 ग्राम/सेकेंड, दोनों गैस उत्पादन स्थितियों के तहत बड़े पैमाने पर हानि दर से कम हैं)। दो स्थितियों के तहत कुल द्रव्यमान हानि की तुलना करके, यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि लौ की स्थिति में द्रव्यमान हानि गैस उत्पादन स्थितियों की तुलना में अधिक है।

3.5. हीट रिलीज़ दर का विश्लेषण

बैटरी सुरक्षा वाल्व खुलने के बाद इग्निशन किया जाता है। ऑक्सीजन खपत सिद्धांत के अनुसार, थर्मल रनअवे दहन के तहत बैटरी की गर्मी रिलीज दर को चित्र 10 में दिखाए अनुसार मापा जाता है। 50% एसओसी बैटरी के लिए, इग्निशन के बाद गर्मी रिलीज दर का पहला शिखर 57.107 किलोवाट है। प्रयोग के दौरान गर्मी रिलीज दर को एकीकृत करने से 20.79 एमजे के दहन से उत्पन्न कुल गर्मी उत्पन्न होती है। इग्निशन के बाद 100% एसओसी बैटरी की पहली पीक हीट रिलीज दर 62.485 किलोवाट है। इसकी उच्च गैस उत्पादन दर के कारण, थर्मल रनवे के सबसे मजबूत क्षण में चरम गर्मी रिलीज दर 85.667 किलोवाट तक पहुंच जाती है, जो चित्र 10 (बी) में दिखाए गए 50% एसओसी बैटरी की गर्मी रिलीज दर से काफी अधिक है। संपूर्ण प्रायोगिक ऊष्मा विमोचन दर को एकीकृत करने के बाद, दहन से उत्पन्न कुल ऊष्मा 25.97 एमजे है। यद्यपि 50% एसओसी बैटरियों की थर्मल रनवे अवधि और लौ अवधि लंबी है, उनकी कुल दहन गर्मी 100% एसओसी बैटरियों की तुलना में केवल 5.18एमजे कम है।

4. निष्कर्ष

(1) बैटरियों की सतह के तापमान पर एसओसी का प्रभाव आग की लपटों से अधिक होता है। गैस और लौ की स्थिति के तहत, थर्मल रनवे के दौरान 100% एसओसी बैटरी का उच्चतम सतह तापमान 50% एसओसी बैटरी की तुलना में अधिक होता है, जबकि उसी एसओसी पर, गैस और लौ की स्थिति के तहत बैटरी का सतह का तापमान लगभग होता है वही।

(2) लौ का तापमान गैस उत्पादन तापमान से बहुत अधिक है। 100% एसओसी बैटरियों के थर्मल रनवे से उत्पन्न गैस का तापमान 325.7 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच सकता है, जबकि चरम लौ का तापमान 900 डिग्री सेल्सियस से अधिक हो सकता है। गैस प्रज्वलित होने के बाद, बैटरी के ऊपर और आसपास के वातावरण पर इसका महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है, जो मुख्य रूप से परिलक्षित होता है पर्यावरण पर उच्च तापमान वाली लपटों का विकिरण प्रभाव। आग के बाहरी स्रोत की अनुपस्थिति में, बड़ी मात्रा में गैस जमा होने से विषाक्तता, दम घुटने और विस्फोट का खतरा हो सकता है।

(3) 50% एसओसी और 100% एसओसी बैटरियों के लिए, गैस उत्पादन की स्थिति के तहत अधिकतम द्रव्यमान हानि दर लौ की स्थिति की तुलना में अधिक है, और बैटरी की आंतरिक संरचना और थर्मल रनअवे प्रक्रिया को अधिकतम द्रव्यमान हानि दर के आधार पर निर्धारित किया जाता है। . थर्मल रनवे दहन के बाद 100% एसओसी बैटरियों की चरम गर्मी रिलीज दर अपेक्षाकृत अधिक है, लेकिन 50% एसओसी बैटरियों की थर्मल रनवे अवधि लंबी है और लौ लंबे समय तक मौजूद रहती है। 50% एसओसी और 100% एसओसी बैटरियों के दहन से निकलने वाली कुल गर्मी में केवल 5.18 एमजे का अंतर है।