Oorzaken van thermische wegloop in lithium-ion batterijen

Thermische uitkomst in lithium-ion batterijen is een gevaarlijke kettingreactie waarbij de interne temperatuur van de batterij ongecontroleerd stijgt, wat kan leiden tot brand of explosie. Thermische uitkomst wordt doorgaans veroorzaakt door een of meer van de volgende factoren:

1. Interne kortsluiting
Productiefouten, zoals onreinigheden, beschadigde scheiders of dendrietgroei. Lokaal opwarming binnen de cel, wat interne onderdelen kan ontsteken.

2. Externe kortsluiting
Schade aan de batterijhuls of contact met geleidende materialen.
Een grote stroomvloed leidt tot snel opkomende verhitting en potentiële ontbranding.

3. Overbelasting
Het opladen van de batterij boven zijn spanninglimiet (meestal boven 4,2V per cel). Ontbinding van het elektrolyaat en vrijlating van zuurstof, wat exotherme reacties activeert.

4. Onderbelasting
Het ontladen van de batterij onder het veilige spanningsniveau. Het kan koperdissolutie veroorzaken en interne kortsluitingen tijdens toekomstig opladen.

5. Hoge Temperaturen
Hete omgevingen, slechte ventilatie of onvoldoende thermische beheersing. Versnelt chemische reacties, met mogelijk het uitlokken van een thermische wegloop.

6. Mechanische Schade
Verpletteren, doorboren of vallen van de batterij. Geschaadde interne structuur kan leiden tot kortsluitingen of chemische lekkages.

✅ CTS Battery Hoe thermal runaway effectief te voorkomen

1. Hoogwaardige batterijontwerp en -productie
Gebruik duurzame, hoogzuivere materialen.
Gebruik robuuste scheiders om interne kortsluitingen te voorkomen.
Gebruik thermisch stabiele elektrolyten en elektroden.

2. Batterijbeheersysteem (BMS)
Controleert voortdurend spanning, stroom en temperatuur.
Biedt beschermingen zoals Opladingbescherming/Overontladingsbescherming/Overspannings- en kortsluitbescherming/Thermische afbreekfunctie.

3. Thermisch Beheer
Gebruik koelsystemen (lucht of vloeistof) om veilige werktemperatures te handhaven. Ontwerp accupakketten met ventilatie- en warmteafvoerstructuren.

4. Veilige Opladepraktijken
Gebruik gecertificeerde opladers die overeenkomen met de batterij specificaties. Vermijd snel opladen in hete omgevingen. Laad geen beschadigde of opgezwollen batterijen.

5. Verwijder Mechanische Belasting
Bescherm batterijen tegen impachten, prikken en verpletterende krachten.
Gebruik robuuste behuizingen voor batterijpakketten in strenge omgevingen.

6. Milieubewaking
Batterijen opslaan en gebruiken binnen de aanbevolen temperatuurbereiken. Voorkom blootstelling aan direct zonlicht, vuur of vriescondities.

7. Regulier onderhoud en inspectie
Controleer op opbolling, corrosie of ongewoon gedrag. Vervang oude of beschadigde batterijen prompt.