추상적인리튬 이온 이차건전지(LiB)는 근력 갈무리 제도, 모바일 전자 물건, 전동 공구, 항행우주, 자동식차 및 해양 사용 경지에 논증된 성능입니다. LiB는 딴 이차건전지 성능에 비해 높은 경주과 근력 광밀도로 인해 학문계와 산업계의 각광을 끌었습니다. LiB가 광구간하게 고용되고 있음에도 불구하고, 특히 전기 자동식차, 붕익, 잠수정에서 고용될 때 LiB의 고용과 걸리다 상당한 마무재 불안변천 있어 걱정됩니다. 이 리뷰에서는 LiB 불안전, 불안전 완화 성능, LiB 마무재 진압 및 이나중 개량을 각기 결점 식별을 제시합니다.
물은 능률적인 냉동 및 진압박로 확인되었으며, 물 데팽이는 LiB 마무재를 진압하는 제일 도착유망한 성능로 이해됩니다. 전기 계단에서 본 리뷰는 셀 어셈블리의 가구 결성 및 결성, 그리고 열 폭주 반응의 상태학적 발달에 엄동설한 몇 제일귀 견련 정보를 다루며, 이는 계단로 셀 및 이차건전지 어셈블리의 불 연소로 이어질 수 있습니다. 이어서 LiB와 걸리다 마무재를 반정나타내다 각기 다양한 활성 삭임제와 특히 낫다 삭임 매개체로서의 물에 엄동설한 간략한 기술이 이어집니다. 검사의 후반부에서는 LiB 마무재의 물 데팽이 진압과 걸리다 상태을 포괄적으로 검사합니다.
키워드:리튬이온 이차건전지 ; 열 폭주 ; 마무재 진압 ; 물 데팽이 1. 머리말최초의 리튬 이온 이차건전지(LiB)는 1970년대에 Whittingham [ 1 ]이 거행나타내다 강학와 1970~1980년대에 Goodenough et al. [ 2 , 3 ]이 거행나타내다 강학를 근본으로 1985년 남북조시대가 제안했습니다. LiB는 1991년에 사용화되었으며 [ 4 ] 전자 기구, 운송 및 근력 갈무리을 각기 이차건전지 화학 물건로 선택되었습니다 [ 5 ].
LiB는 표 1 에 나열된 기존 이차건전지 화학 물건과 계교할 때 굉장나타내다 근력 및 경주 광밀도, 가뿐나타내다 가치, 긴 수명을 공급합니다 [ 6 , 7 ] . LiB 성능은 근력 광밀도가 높고 단춧고리 사용 경지에 이상적입니다. 기존의 납산 이차건전지나 니켈 카드뮴 이차건전지에 비해 더 별세 가볍습니다. 이렇다 강점은 기존 이차건전지 성능을 리튬 이온으로 교환하는 데 고무적입니다 [ 8 ].
그러나 LiB의 내방 온도가 거죽 또는 내방 길에 의해 가동 구간를 넘어 증다여름잠 이차건전지 결성 성분가 불안정해최고 가미 열을 발생시키는 경향이 있습니다. 이 열이 결과되지 않으면 이차건전지 온도가 더 상승하여 열 누설 길가 증속화됩니다. 이 길를 열 폭주라고 합니다. LiB 화학은 가연성 유기 거년물을 고용하여 열 폭주 길 중에 마무재 불안변천 발생하여 만전나타내다 가동 환경을 보장하기 위해 해결해야 하는 납산, 니켈-카드뮴, 브로민화 함석 및 알칼리와 같은 이차건전지 성능과 다릅니다.
마무재는 제 제일귀 기법으로 발달할 수 있지만 열 폭주의 반영은 간수하기가 더 어렵고 계속적인 냉동이 소요합니다. 표 1. 다양한 이차건전지 성능의 개성 [ 9 ]. 답 겨를은 특수 겨를 가구 최대 경주 아웃풋을 송달하는 겨를으로, h = 겨를, min = 분, 씨 = 밀리초, s = 초, NA = 관계 없음입니다.
이 논문은 LiB 열 폭주 및 마무재 진압과 걸리다 길를 검사합니다. 삭임제를 검사하고 마무재 진압과 걸리다 메커니즘을 제시합니다. 2. 리튬이온 이차건전지 결성 성분리튬 이온 건전지는 양극단, 양극단, 격리막, 거년물로 결성됩니다.
양극단과 마이너스 가구는 각개 구리와 경은 호일 전류 수라기에 진공증착됩니다. 거년물은 극 사이에서 리튬 이온이 이동할 수 있게 하는 반면, 격리가로막다 양극단과 마이너스 사이에 곳하여 두 극 사반대 단락을 방지하지만 이온 송달은 가합니다. 방전 반응 가구 리튬 이온은 양극단에서 이동하여 양극단 결정 층 사반대 공극에 삽입됩니다(삽입이라는 길). 전충 시 리튬 이온은 이차건전지의 양극단 측에 있는 마이너스에서 이동하여 양극단에 삽입됩니다.
LiB 결성 성분와 길는 가경 1 에 나와 있습니다 . 전기 전충 가구 삽입된 리튬 이온은 거년물 용해제와 즉시 반응하여 양극단에 소극화 층인 고체 거년물 계면조(SEI)을 형성합니다. 이 층은 리튬 이온은 투과하지만 거년물은 투과하지 않습니다[ 7 ]. SEI의 안정군은 LiB의 안몸바꿈과 수명을 결정하는 성분입니다.
가경 1. 리튬 이온 건전지(LiB)의 전충 및 방전 시 리튬 이온(노란색 구모양)이 각개 양극단 및 마이너스 매트릭스에 삽입되는 모습을 보여주는 규범입니다[ 10 ]. 각 이차건전지 결성 성분의 세부 정보는 나중 섹션에서 공급됩니다. 2.
1. 마이너스양극단 조군은 LiB 가닥에 명을 수여합니다. 리튬 코발트 산선하(LCO), 니켈 코발트 경은 산선하(NCA), 리튬 코발트 오르토인산염(LCP), 니켈 코발트 망가니즈 산선하(NCM), 리튬 망가니즈 산선하(LMO), 리튬 철 오르토인산염(LFP), 리튬 철 플루오로유산염(LF공상과학소설) 및 리튬 시암타늄 황선하(LTS)과 같은 리튬 금붙이 산선하은 리튬 삽입에 엄동설한 높은 용적과 리튬 이온 수운에 기중나타내다 교환되는 화학적 및 물리적 개성(예: 삽입 반응의 가두둔)으로 인해 양극단 가구로 고용되었습니다. 가경 2는 일련의 양극단 가구의 셀 비용적과 연등 방전 어긋남를 나타냅니다[ 11 ].
LCO, NCA 및 NCM은 모두 낮은 열 안공을 희생하고 높은 근력 광밀도를 가진 층상 건물를 제일귀고 있으며 값값가다 코발트를 내포합니다. LMO는 첨정석과 같은 건물, 굉장나타내다 열 안공 및 고서압을 갖지만 계교적 낮은 용적을 갖습니다. LFP는 안정적인 올리빈 건물를 제일귀고 있으며, 코발트를 내포하지 않고, NCM 및 LCO에 비해 연등 전압이 높고 열 폭주에 엄동설한 민감성이 낮아 성능과 안몸바꿈 간에 좋은 권형을 공급하기 땜에 비용이 저렴나타내다는 점에서 상당한 각광 을 받고 있습니다 [ 12 , 13 , 14 , 15]. [ 16 , 17 , 18 ].
목하까지 니켈 [ 19 , 20 , 21 , 22 , 23 , 24 ], 망가니즈 [ 25 ] 및 리튬이 풍부한 [ 19 , 25 , 26 , 27 , 28 , 29 , 30 , 기미독립운동 ] 가구, 탄소 코팅된 LFP 나노구 [ 32 ] 및 바나듐 펜톡사자아 [ 33 ]와 같은 고용적 및 고서압의 양극단 가구 가 인식되었습니다. 니켈과 리튬의 함유량이 높을수록 양극단 가구의 비용적은 증다하지만 열 안정군은 감소합니다. LiB의 열 불안정군은 싱크로트론 근거 X선 성능을 고용하여 체계적으로 개성화되었습니다[ 34 , 35 ]. 이렇다 강학 결과는 높은 근력 광밀도를 가진 더 만전나타내다 이차건전지를 개발하는 데 필수적인 기본적인 공감와 지침을 공급했습니다.
2. 2. 양극단LiB 양극단에 제일 일반적으로 고용되는 가구는 높은 음어긋남로 인해 석묵입니다. 리튬 티타네이트 및 실리콘과 같은 딴 가구는 더 낮은 음전압에서 가동하여 근력 및 경주 광밀도를 줄여서 고속 전충 기구[ 36 ] 및 근력 광밀도의 가치이 덜한 고착 근력 갈무리 기구를 면제하고는 덜 사용적입니다[ 37 ].
리튬 티타네이트 및 실리콘은 리튬 이온이 더 쉽게 이동할 수 있도록 하여 내방 거역을 줄이고 석묵 양극단에 비해 이차건전지 가열을 줄입니다[ 38 ]. 더 높은 용적과 전압을 가진 양극단을 각기 새로운 가구를 식별하기 각기 강학가 거행되었습니다. 실리콘[ 39 , 40 ], 각주[ 41 ], 안티몬[ 42 ], 저마늄[ 43 , 44 ], 산화실리콘[ 45 ], 변천금붙이산선하: MO(예서 M은 코발트, 니켈, 구리 또는 철학가)[ 44 , 46 ], 초박형 그래핀 나노덮개[ 47 ], 가감 가나타내다 건설을 갖는 층상 붕소-질소-탄소-산소 물건[ 48 ]과 같은 물건이 검사되었습니다. 새로운 양극단 물건을 개발할 때 사용화 전에 용적 계속, 도전율, 볼륨 개척, 국무총리 결정 형성, SEI 층의 안공을 내포한 개성을 고구려해야 합니다[ 49 ].
2. 3. 가름 기호LiB에서 양극단과 마이너스은 격리막이라고 하는 다공성 막으로 격리됩니다[ 50 ]. 격리가로막다 리튬 이온 건전지의 귀중나타내다 결성 성분로, 두 극 사반대 전기적 단락을 방지하지만 극 사반대 리튬 이온 이동을 가합니다[ 51 ].
유기 거년물을 고용하는 LiB에 제일 널리 고용되는 격리막 가구는 폴리에틸기렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에틸기렌과 폴리프로필렌의 적층판과 같은 미말 다공성 폴리올레핀 사진필름으로 만들어지며 굉장나타내다 화학적 안공, 기구적 개성 및 가 가나타내다 비용을 공급합니다[ 51 ]. 폴리올레핀의 낮은 용융점(PE의 과우 135°C, PP의 과우 165°C)은 과도 조건이 발생여름잠 다공성과 투과성을 잃어 건전지를 기각하는 열 녹는쇠로 고용할 수 있습니다[ 51 ]. 세라믹 종합재(주로 반토 및 규산) [ 52 , 53 , 54 , 55 ] 및 다층 세라믹 종합재(딴 상변화층을 각골통한 셧다운 성능 내포) [ 56 , 57 , 58 ] 와 같은 새로운 격리기 설계가 개량된 기구적 도둑 및 열 안공을 제일귀고 건설되었습니다. 기타 격리기 가구 및 설계에는 폴리에스테르 섬모 부직포 멤두뇌 [ 56 ], 규산/폴리비닐리덴 플루오라자아 다공성 종합 매트릭스 [ 59 ], 다공성층 코팅 폴리산이미드 나노섬모 [ 60 ] 및 폴리포름알데히드/섬유소 나노섬모 블렌드 [ 61 ]가 내포됩니다.
2. 4. 거년물거년물은 격리막과 극 사반대 광장을 채웁니다. LiB의 거년물 조군은 극 가구와 가동 조건에 따라 달라집니다[ 36 ].
LiB의 일반적인 거년물은 에틸기렌 카보네이트(구주공동체), 디메틸 카보네이트(DMC), 디에틸기 카보네이트(D구주공동체) 및 에틸기 메틸 카보네이트(EMC) 및/또는 프로필렌 카보네이트(PC)와 같은 가연성 탄산기 근거 유기 용해제로 만들어집니다[ 62 ]. 리튬 헥사플루오로오르토인산( LiFP6 ), 리튬 헥사플루오로아르세네이트 모노하자아레이트 ( LiAsF6 ), 리튬 과염결과염(LiClO4 ) , 리튬 테트라플루오로붕산염(LiBF4 ) 을 내포한 가미제를 고용하여 사이클을 개량합니다[ 63 ]. 새로운 거년물은 보다 안정적인 리튬 염[ 64 , 65 ], 가미제[ 66 , 67 , 68 , 69 , 70 , 71, 72 , 73 , 74 ] , 이온성 액[ 75 , 76 , 77 ], 불연성 용해제[ 78 , 79 ], 배합 일백 거년물[ 80 , 81 ], 거대분자 거년물[ 82 , 83 , 84 ] 및/또는 고체 거년물[ 66 , 85 , 86 , 87 ]을 고용하여 기존 거년물과 걸리다 마무재 불안전을 완화하는 것을 목표로 합니다. LiB의 성능, 비용 및 안전군은 전기화학에 따라 달라집니다.
예를 들어, LCO 양극단과 석묵 마이너스을 갖춘 리튬 이온 건전지는 높은 전압과 근력 광밀도를 공급하지만 더 높은 열 폭주 불안변천 있어 건전지 균열, 누설, 거년물 점화 및 마무재로 이어질 수 있습니다[ 88 ]. 3. 리튬이온 이차건전지 제도리튬 이온 건전지는 가경 3 에서 볼 수 있듯이 누름단추형, 원통형, 파우치형 및 능경형 디자인으로 세상에서 판매됩니다 . 가경 3.
리튬 이온 건전지 설계 및 건물[ 7 ]. ( a – d )는 각개 원통형, 단추형, 능경형 및 파우치형 건전지를 보여줍니다. 이차건전지 제도(근력 갈무리 제도)에서 갈망나타내다 경주과 근력를 공급진념면 셀을 병렬로 연결하여 용적을 늘리거나 직렬로 연결하여 전압을 높입니다. 이차건전지 제도은 일반적으로 제 개의 이차건전지 팩으로 결성되며, 이차건전지 팩은 제 개의 이차건전지 모듈로 결성되며, 각 이차건전지 모듈에는 가경 4 에서 볼 수 있듯이 직렬 및/또는 병렬 결성을 갖춘 제 개의 셀이 들어 있습니다 .
가경 4. 일반적인 이차건전지 제도의 패키징. 상는 [ 89 ]에서 가져왔습니다. 4.
열 폭주 및 마무재근력 갈무리 애플리케이션에서 LiB가 광구간하게 고용되고 있음에도 불구하고 이는 열 폭주 및 마무재에 취약합니다. [ 90 ] 이는 하이브리드 전기 자동식차(HEV)[ 91 , 92 ], 전기 자동식차(EV)[ 91 , 93 , 94 , 95 , 96 ], 붕익 및 잠수정[ 97 , 98 ]에서 고용될 때 제일 귀중나타내다 안전 문제입니다. 이렇다 애플리케이션에 고용되는 LiB 제도은 대중 셀 팩 및 모듈로 결성되며 단일 셀의 열 폭주는 밀접 셀의 열 폭주를 개막할 수 있으며 결과적으로 모두 이차건전지 제도의 무결성을 손상명령나타내다 수 있습니다. [ 99 , 100 ].
LiB에서 열 폭주 및 마무재를 야단할 수 있는 조건은 4제일귀 범주로 나뉩니다[ 101 ]. 전기적 과용(과전충/과방전) [ 36 , 102 , 103 , 104 , 105 , 106 ]: 가공업체에서 결정한 전충 창을 넘어서는 전압으로 과전충 또는 방전여름잠 양극단에 리튬 도금 또는 이익상 형성이 발생할 수 있습니다. 겨를이 지남에 따라 이로 인해 격리막이 뚫려 극 사이에 단락이 발생하고 열 폭주가 발생할 수 있습니다. 열적 과용(과도) [ 88 , 90 , 107 , 108 , 109 ]: 90~120°C 구간의 내방 온도는 LiB 내방의 SEI 층이 발열 분리되게 합니다.
200°C 이논의 온도에서는 탄화수소 거년물이 분리되어 열을 누설할 수 있습니다. 기구적 난용(감염, 관여나타내다 및 굽힘) [ 93 , 110 ]: 자동식차 갈등이나 설치 중과 같은 LiB의 거죽 사고로 인해 일반적으로 발생하는 기구적 난용은 거년물을 통석 극 사이에 전기 단락을 야단하여 국부적인 열을 생성할 수 있습니다. 내방 단락 귀도(ISC) [ 94 ]: 격리막이 병나서 거년물을 통석 양극단과 마이너스이 접촉하게 되면 ISC가 발생합니다. 이는 위에 나열된 과용 조건 중 단독 인해 발생할 경도 있고 가공논의 결점으로 인해 발생할 경도 있습니다.
이렇다 과용 조건 중 하나라도 발생여름잠 셀의 내방 온도가 상승하여 SEI 분리와 같은 발열 반응이 개막될 수 있습니다. 이로 인해 애노드에 엄동설한 그늘가 낙본되어 애노드 내복 불삭임 바인더가 리튬화된 탄소와 발열 반응을 일으키거나, 삽입된 리튬과 거년물 성관 발열 반응 또는 거년물과의 연소를 가하게 하는 산소를 누설하는 양극단 분리가 발생할 수 있습니다[ 88 ]. 누설되는 십 셀의 온도를 높이고 가미 반응을 개막하여 가미 열을 생성하여 열-온도 반응 단춧고리를 생성합니다. 이 단춧고리는 높은 내방 온도와 강압을 야단하여 셀 부기, 셀 균열, 가스 배출(때로는 격렬함) 및 마무재로 이어질 수 있습니다[ 94 ].
고개 가동 구간를 넘는 온도에서 많은 전기화학 반응 길가 동기에 발생하며 이는 매우 난잡합니다. 예를 들어, 가경 5는 LCO/석묵의 열 폭주 길를 개괄적으로 보여줍니다. 69°C를 넘는 온도에서 SEI가 분리되기 개막한 후 양극단과 거년물, 양극단 가구와 바인더 사반대 발열 반응, 격리막 융해, 거년물 분리, 양극단 가구와 거년물 사반대 반응이 뒤따릅니다[ 111 ]. 가경 5.
리튬코발트산선하(LCO)/석묵 건전지의 열 폭주 길의 대강도[ 66 ]. LiB에서 열 폭주 가구 거년물과 격리기는 점화 및 연소 개성을 통석 산소 사물 하에서 누설되는 열에 상당히 공헌할 수 있습니다. 거년물과 격리기는 LiB에서 질량은 낮지만 유용 연소십 높으며 LiB 마무재에서 열 누설의 약 80%를 전하합니다[ 112 , 113 ]. 가경 6 에서 볼 수 있듯이 비즈니스용 LMO 파우치 셀의 유용 연소십 4.
03 ± 0. 34 MJ kg -1 로 계량되었으며 거년물과 격리기는 각개 최대 1. 92 및 1. 34 MJ kg -1 에 공헌했습니다 [ 112 ].
가경 6. ( a ) 실험을 통석 계량된 총 연소열. ( b ) 열역학적 계량을 통석 결정된 이차건전지 결성 성분의 연소열. [ 112 ]에서 구용.
열 폭주 길은 깊다 마무재 안전 문제를 야단합니다[ 114 ]. 특히 승용차, 붕익, 잠수정과 같은 고폐된 광장의 과우 더욱 그렇습니다[ 97 ]. LiB와 걸리다 마무재 불안전의 가성과 심각군은 지난 20년 가구 고변되었으며 40명의 고인를 낸 300건 이논의 마무재 또는 마무재 견련 사고가 고변되었습니다[ 97 ]. 표 2는 지난 20년 가구 고변된 일부 LiB 열 폭주 및 마무재 사고를 나열한 것입니다[ 94 , 111 ].
LiB 마무재 사고는 핸드폰와 같은 꼬마 가전물건에서 거대 EV 및 붕익에 이르기까지 광구간합니다. LiB 사고의 잠재적 까닭과 격리기 찢어짐, 관통 및 붕궤, 그에 따른 내방 단락, 그리고 아마도 열 폭주로 이어지는 메커니즘이 가경 7 에 나와 있습니다 . 수많은 사고는 LiB 성능이 깊다 안전 문제임을 보여주었으며, 이로 인해 정부는 이들 기널보자기 운송 및 간수을 각기 새로운 규칙과 종화 성능을 시행할 과업가 있습니다[ 93 , 115 ]. 표 2.
선택된 LiB 마무재 및 폭발 사고 [ 94 , 111 ]. 아니요. 날곳문제 기술가나타내다 까닭12019년 3월브라반트, 홀란드HEV(BMW i8 플러그인 하이브리드) 쇼룸에서 연기가 기라 개막알려지지 않은. 22019년 1월애들레자아, 호주전기자전거 폭발해 마무재 발생내방단락32019년 1월플로리다, 미연방EV(테슬라 모범 S)에서 마무재가 발생했습니다.
갈등. 42018년 6월캐나다 밴쿠버웨스트젯 항행편 수하물 간수실에서 전자담배로 인해 마무재가 발생해 무상 착륙알려지지 않은. 52017년 8월캘리포니아, 미연방전기차(테슬라 모범 X)가 차고에 갈등한 뒤 마무재 발생갈등로 인해 이차건전지 모듈이 변형되어 단락, 가스 누설 및 마무재가 발생했습니다. 62016년 9월세계적인삼성, 갤럭시공책7 마무재 35건 발생 후 250만년 이상 리콜제삼성 이차건전지의 가공상 결점으로 인해 내방 양극단과 마이너스 사이에 단락이 발생합니다.
72016년 8월파리, 불EV(테슬라 모범 S) 차이 프로모션 투어 중 마무재 발생알려지지 않은. 87월 2106로마, 이탈리아전기 경찰차에 불이 붙었습니다. 알려지지 않은. 97월 2106중국 강녕극우로 인해 전기자동식차(승합자동차)의 이차건전지 팩에 마무재가 발생했습니다.
물에 잠기운면 단락이 발생합니다. 106월 2106중국 북경iEV5에 불이 붙었습니다. 느슨한 최전선 연결로 인해 과도되었습니다. 116월 2106중국 심천EV(우저우 드래곤) 승합자동차에서 마무재가 발생했습니다.
최전선의 열화덕 인해 발생하는 단락. 122016년 1월예르스타드, 노르웨이급속 전충소에서 급속 전충 중 EV(테슬라 모범 S) 차이 마무재가 발생했습니다. 전충 중 단락이 발생했습니다. 132015년 9월항저우, 중국HEV 승합자동차의 이차건전지 팩에 마무재가 발생했습니다.
알려지지 않은. 142015년 4월중국 심천EV(우저우 드래곤) 승합자동차가 주차소에서 전충나타내다 중 마무재가 발생했습니다. 이차건전지 모니터링 제도이 전충을 단절하지 못했고, 이차건전지 팩이 과전충되었습니다. 152013년 10월테네시, 미연방EV(테슬라 모범 S) 차이 고빠르기로에서 금붙이 물건와 갈등하여 마무재가 발생했습니다.
이차건전지팩이 금붙이물건와 갈등하여 개구이 생기거나 변형되어 단락이 발생하는 상태입니다. 182013년 1월부상국 다카마츠야마구치 우베에서 도쿄로 가던 운궁법 787의 이차건전지 팩에 마무재가 발생했습니다. 내방 단락. 192013년 1월보스턴, 미연방이차건전지 팩에서 불이 났고, 운궁법 787의 객실 모두에 연기가 퍼졌습니다.
내방 단락. 202012년 5월중국 심천EV 차(BYD E6 택시)이 후면 갈등 후 땔감에 부딪혀 마무재가 발생했습니다. 고속 사고로 고서압 귀도가 손상되었습니다. 끊어진 귀도에 단락이 발생했습니다.
212011년 7월중국 상하이EV승합자동차 마무재 발생과도된 LiFePO 4 이차건전지222011년 5월버링턴, 미연방EV(쉐보레 볼트) 차이 측면 기둥감 갈등 고사을 실시한 지 3주 만에 마무재가 발생하여 가 차에 끽휴를 입혔습니다. 기둥감 된불으로 냉동 제도과 이차건전지 모듈이 고장되었습니다. 냉동수가 거죽 단락을 일으켜 가연성 배출 가스에 불을 붙였습니다. 232011년 4월항저우, 중국EV(택시) 차에 불이 붙었습니다.
이차건전지에 결점이 있습니다. 242010년 9월두바이, 아랍에미리트운궁법 B747-400F 선하기 마무재 발생이차건전지가 과도되었습니다. 252010년 1월중국 우루무치전기자동식차(승합자동차) 2대가 마무재가 났습니다. 과도된 LiFePO4 이차건전지.
262009년 7월중국 심천선하기가 미연방으로 공기 전에 마무재가 발생했습니다. LiB의 강호 연소. 272008년 6월부상국 도쿄HEV(혼다)에 불이 붙었습니다. 과도된 LiFePO4 이차건전지.
282008년 6월콜롬비아, 미연방가감된 HEV(프리우스) 차의 이차건전지 팩이 달음박질 중에 마무재가 발생했습니다. 느슨한 연결로 인해 이차건전지가 과도됩니다. 292006년~목하세계적인수천 발의 핸드폰 마무재 및/또는 폭발내방 단락, 가공사 결점, 과도 등5. 종화 성능종화 대책는 셀, 이차건전지, 모듈, 팩, 제도 및 인클로저 수준에서 고구려됩니다.
종화 도모은 이차건전지 제도 및 구획 거죽의 불안전을 고구려해야 하며, 이는 제도 설계에 더 많은 난잡성을 야단합니다. 가경 8은 셀 결성 성분에서 제도 및 구획 설계에 이르기까지 다양한 수준의 종화를 보여줍니다. 가경 8. 종화 수준.
[ 116 ]에서 수정됨. 5. 1. 세포 수준의 안몸바꿈셀 내방에서 열 폭주를 줄이거나 방지하기 각기 안전 대책는 가구 또는 건물, 설계 및 안전 기구 굴절을 수정하여 가미할 수 있습니다[ 117 ].
양극단 및 마이너스 가구와 거년물 화학을 수정하여 LiB의 안몸바꿈을 개량하기 각기 상당한 공작이 거행되었습니다. 양극단 가구의 선택은 주로 열 안공 및 근력 송달을 결정합니다. 예를 들어, SEI 분리는 LCO의 과우 약 130°C, NMC의 과우 240°C, LMO의 과우 270°C, LFP 양극단의 과우 기미독립운동0°C에서 개막됩니다[ 118 ]. 양극단 가구는 TiO 2 [ 119 ], Li국민소득 0.
5 Co 0. 5 O 2 [ 120 ], Al 2 O 3 , MgO [ 120 ], Li x CoO 2 [ 120 ] 와 같은 가구[ 19 , 27 ]로 코팅하거나 특수 금붙이(예: 니켈 및 경은이 코발트를 갈래적으로 강령[ 121 , 122 ]) 을 강령하여 열 안공을 개량하도록 수정할 수 있습니다. 및 지르코늄과 같은 물건로 도핑[ 123 , 124 , 125 , 126 , 127 ]. 양극단 거죽은 석묵에 Al2O3[128], SrO, Mn4N, K2선적지도서4, CaCl2, CaF2, SrF2, Ag, Mg 또는 Zn을 진공증착하여 50°C의 고온에서 용적 계속를 위해 변형될 수 있습니다 [ 129 ] .
양극단 변형 은 SEI 거죽을 매끄럽게 하고 거년물에 포스전발자아 가미제(N,N- 디 알릴 – 디에 곱다 포스 전발 자아 ) [ 130, 1기미독립운동, 132]와 같은 물건을 가미하거나 기존 석묵 양극단 을 실리콘 [ 133 ] , 실리콘 나노와이어[ 134 ] 및 첨정석 리튬 티타네이트 산선하, Li1. 33Ti1. 67O4 (LTO)[ 38 ] 로 강령하여 활성 블레이드 건물를 덮음으로써 개척 될 수 있습니다 . 칼로리 검사[ 135 ] 및 열 폭주 검사[ 38 , 136 ]를 통석 LTO가 석묵에 비해 더 만전나타내다 양극단 가구임이 검증되었습니다 .
거년말썽 탄산 용해제는 LiB 열 폭주로 인한 마무재의 주요 까닭입니다[ 67 ]. 용해제를 줄이고 리튬염(예: LiPF 6 ) 함유량을 늘리면 100°C 이논의 온도에서 거년말썽 가스 발생을 간략하다 수 있습니다[ 137 ]. 그러나 용해제에 엄동설한 리튬염의 권형을 개정여름잠 마이너스과 삽입된 석묵의 열 안공에 반영을 미칩니다[ 138 , 139 , 140 ]. 거년말썽 안전군은 가미제[ 67 , 68 , 69 , 70 , 71 , 72 , 73 , 74 , 121 ]를 고용하여 발전되었습니다.
예를 들어, 포스포네이트 거년물[ 67 ], 트리스(2,2,2-트리플루오로에틸기) 오르토인산염[ 68 , 109 ], 오르토인산염, 오르토인산염[ 141 ], 불삭임 프로필렌 카보네이트[ 142 ], 나노 다이아몬드 및 나노 알갱이[ 72 ], 질화 붕소 겔 및 질화 붕소 나노 관악기[ 73 ], 불삭임 사이클로트리포스파젠[ 69 ], 헥사메톡시 사이클로트리포스파젠[ 143 , 144 ], 비닐렌 카보네이트[ 145 ], 중배합 단위체. 1,1′-(메틸렌디-4,1-페닐렌) 국제결제은행말레산이미드[ 146 ], 트리메틸 포스파이트 및 트리메틸 포스페이트[ 144 ], 포스파젠 근거 난연제[ 147 ]). 거년물을 이온성 액[ 75 , 76 , 77 ](예: 1-에틸기-3-메틸글리옥살린륨 국제결제은행(플루오로술포날닐)산이미드[ 50 ] 및 고체 거대분자 거년물[ 85 , 86 , 87 ])로 강령하는 것은 거년말썽 안몸바꿈을 개량하는 또 딴 기법입니다. 각 접근 기법에 엄동설한 자세한 곡절은 [ 118 ] 에서 맞추다 수 있습니다 .
셀 수준에서 강압 누설 통풍구, 전류 단절기, 양의 온도 계수(PTC) 기구 및 셧다운 격리와전 같은 내방 기구는 내방 오가긍정 반영을 방지하거나 제한할 수 있습니다[ 148 ]. 강압 누설 통풍구는 셀 내방 강압이 상승여름잠 누설되어 뜨거운 가스 배출을 셀에서 멀리하고 셀 균열을 방지합니다[ 149 , 150 , 151 ]. 강압 누설 통풍널보자기 개방은 전류 경과을 방지하는 양의 귀도 단절과도 견련이 있습니다. 고개 조건에서 격리 귀도인 도착성 거대분자로 결성된 PTC 기구는 거대분자를 녹이고[ 152 ] 귀도를 단절하여 비고개적으로 높은 전류와 고온에서 가동합니다[ 148 , 153 ].
셧다운 격리기는 서로 딴 상 변천 온도를 갖는 다층 사진필름으로 결성되어 격리기 기문을 닫고 리튬 이온 수운을 단절할 수 있습니다[ 56 , 57 ]. 5. 2. 모듈 및 팩 수준의 안변천차건전지 간수 제도(B씨)은 모듈 및 팩 수준에서 주요 안전 기구입니다[ 90 ].
B씨는 과전충, 과방전을 억제하고 방지하며, 일반적으로 각 셀의 전충 공기를 권형화하여 절공정 애플리케이션 성능과 긴 수명을 위해 이차건전지 팩을 가동합니다[ 154 ]. B씨는 과전충을 방지하기 위해 전충 공기를 정확하게 추정하고[ 155 , 156 , 157 ], 강녕 예후[ 158 , 159 ], 과실 판단[ 160 , 161 , 162 , 163 ], 전충 억제[ 164 ]를 각기 모범을 개발하기 위해 지난 몇 년 가구 많은 강학 각광을 끌었습니다. 가경 9는 다양한 고의적 조건에 엄동설한 다양한 안전 기널보자기 반응을 보여줍니다. 가경 9.
안전 기구가 촉진된 LiB의 다양한 과용 조건 결과 [ 152 ]. B씨-이차건전지 간수 제도, PTC-양의 온도 계수 기구, CID-전류 단절 기구. B씨와 함께 열 간수 제도(T씨)은 거대 이차건전지 팩에 안전 그늘 성능을 공급합니다. T씨는 각 셀에 거학 최적의 가동 온도(20°C~40°C [ 165 , 166 ])를 계속하고 모듈 내방 및 모듈 성관 온도 변화를 줄여줍니다.
온도가 갈망나타내다 구간보다 낮을 과우 이차건전지 팩의 온도를 높이기 위해 거죽 가열 기구가 소요합니다 [ 167 ]. 갈망나타내다 건설 곳보다 높은 온도에서는 열을 제거하고 셀 성관 열 송달을 방지하기 위해 냉동 성능이 소요합니다. 냉동 성능에는 가구 [ 168 , 169 , 170 ], 기체 냉동(강구 기체 경과) [ 171 , 172 , 173 ], 액 냉동 [ 174 , 175 ], 상변화 물건(펄스부호변조) 냉동 [ 116 , 165 , 176 , 177 ] 또는 대성공곰방대 냉동 제도 [ 178 , 179 , 180 ] 중 하나 또는 그 단체이 내포됩니다. 5.
3. 구획 수준의 안전셀 및 모듈 수준의 안전 대책에도 불구하고 안전 제도의 오가동, 돌발적 과용 또는 자발적인 내방 단락으로 인해 이차건전지 마무재가 발생할 수 있습니다[ 118 ]. 비즈니스적(비용, 일정, 가용성) 또는 셀 성능논의 곡절로 근력 갈무리 프로젝트에 선택된 셀에서는 셀 수준에서 개발된 마무재 안전 대책를 미처 고용할 수 없습니다. 고로 격실 수준의 마무재 안전은 마무재 발달을 막고 격실에서 마무재가 만연되는 것을 방지하는 데 중요합니다.
이차건전지 격실은 건물적으로 생존하고 마무재가 밀접한 광장으로 만연되는 것을 막도록 결성해야 합니다. 열 폭주 문제 가구 이차건전지 격실 내방의 강압이 축적되는 것을 방지하기 위해 강압 누설 배출 기구로 개구부를 연합하는 것이 좋습니다. 이를 통석 격실 내방의 제도이 강압 증다를 견딜 수 있습니다[ 116 ]. 결국으로 마땅나타내다 마무재 진압 제도을 이차건전지 격실 설계에 연합해야 합니다.
6. 리튬이온 이차건전지 마무재 감각 및 진압LiB 마무재는 일반적인 열 감각기(제일 느린 기법이므로 권고되지 않음), 연기 감각기 및 연기-열 결속 감각기(제일 빠른 기법이므로 권고됨)를 고용하여 감각할 수 있는 것으로 나타났습니다[ 118 ]. 마무재는 연료와 탈전자제가 성원에 노광되어 연료-탈전자제 배합말썽 댕김점보다 높은 온도가 상승할 때 발생합니다. 마무재의 네 제일귀 성분 중 하나(연료를 점화원으로부터 격리, 산소를 연료로부터 격리, 연료를 점화 온도 밑로 냉동, 연소 반응 단절)를 단절여름잠 연소를 멈출 수 있습니다.
강압이 증다하여 리튬 이온 셀이 균열되고 가연성 거년물이 누설되면 열 폭주 길가 마무재를 일으키기에 너끈나타내다 열을 공급할 수 있습니다. 마무재에는 6제일귀 등급이 있으며 등급에 맞는 삭임제가 있습니다[ 115 , 181 , 182 , 183 ]. 각 등급은 밑와 같습니다. A급 마무재는 섬모, 나무, 저선생 등 고체 물건과 걸리다 마무재입니다.
B급 마무재는 가솔린, 가솔린, 디젤유 등 인화성 액와 걸리다 마무재입니다. C급 마무재는 가연성 가스와 걸리다 마무재입니다. D급 마무재—금붙이 마무재. E급 마무재—전기 기구에 걸리다 마무재.
F급 마무재—튀김기 등 가연성 식용유와 걸리다 마무재. LiB 마무재의 마무재 등급은 이차건전지를 결성하는 다양한 결성 성분, 즉 격리막 가구, 결성 가구 및 극(A 등급), 가연성 액 거년물(B 등급) 및 전원이 공급되는 전기 기계(E 등급)로 인해 논란이 되고 있습니다[ 184 ]. 마무재 진압 기법은 LiB 마무재를 진압하고 이차건전지 온도 상승을 억제해야 합니다. 충분히 냉동되지 않으면 열 폭주 반응이 계속되고 이차건전지가 다시 점화될 수 있습니다.
이는 LiB 마무재 진압 제도의 주요 과업입니다. 전기 셀에서 열 전파가 억제되지 않으면 밀접한 셀도 열 폭주를 겪을 수 있습니다. 단일 셀에서 마무재를 진압하는 것보다 열 전파를 방지하기 위해 거대 이차건전지 팩의 셀을 냉동하는 것이 더 중요합니다. LiB 소방 군략은 불타는 셀을 진압하는 것뿐만 아니라 불타는 셀과 밀접한 셀을 모두 냉동하는 것을 내포해야 합니다.
LiB에 엄동설한 절공정 삭임 매개체는 미처 건설되지 않았습니다[ 5 , 116 ]. Wilkens et al. [ 116 ]은 LiB 가공업체의 씨DS(물건안전보건감)에서 가지다 이차건전지에 권고되는 삭임 매개체를 선택하여 나열했습니다. 이 디렉터리은 표 3 에 재생되어 있습니다 .
표 3. 임의로 선택된 씨DS[ 116 ] 에 제시된 대로 다양한 리튬 이온 이차건전지 가공업체가 자사 물건에 거학 건의나타내다 삭임 매개체 디렉터리 . 표 3. 임의로 선택된 씨DS[ 116 ] 에 제시된 대로 다양한 리튬 이온 이차건전지 가공업체가 자사 물건에 거학 건의나타내다 삭임 매개체 디렉터리 .
기업국가날이차건전지화학물이산화탄소 기포화학/간조 분말질소모새할론*머이든 적합실없는유카근력중국2011팩엘코(LCO)××××마키타미연방2013팩하사관×××에너텍한국2017팩공립암센터포워드×××삼성한국2011셀공립암센터포워드××삼성한국2016셀공립묘화박물관×××××사프트불2009팩엘코(LCO)××××바이권세미연방2017팩엘코(LCO)×××엘지화학한국2013셀공립암센터포워드×모토로라미연방2017팩엘코(LCO)××××이상적인미연방2010셀엘코(LCO)×××에스디작은피티중국2016엘코(LCO)××브렌트로신흥공업국미연방2013팩엘코(LCO)××××어드밴스 근력미연방2011엘코(LCO)×레오 근력싱가포르2014공립암센터포워드××아이디엑스부상국2016팩엘모×××××파나소닉미연방2015공립암센터포워드××××총12109122212표 3 에서 가공업체가 제일 일반적으로 권고하는 삭임제는 물과 화학/간조 분말이며 그 나중으로 CO2와 기포이 뒤따릅니다[ 185 ]. 일반적으로 고용되는 삭임제의 세부 정보는 나중 섹션에 공급됩니다. 일부 삭임제는 LiB 거년물 마무재를 반정나타내다 수 있지만 열 폭주와 밀접 셀의 견련성을 억제하지 못할 경도 있습니다. 6.
1. 삭임제 종류 – 기본 곡절6. 1. 1.
물 삭임뇌생 근거 삭임제는 마무재 진압에 제일 비용 능률적인 기법을 공급합니다[ 185 , 186 ]. 물은 높은 열 용적과 기화 숨은열로 인해 굉장나타내다 냉동 매개체이며 가 이차건전지로의 열 폭주 전파를 완화하거나 단절할 수 있습니다. 물이 LiPF 6 와 반응 하여 독기 및 망해한 플루오르화수소(HF)[ 187 ]를 구성나타내다 수 있다는 점에 유의해야 합니다. 이는 리튬에 의해 화학적으로 복귀되어 가연성 수소[ 188 ]를 생성하고 전류를 도착하여 셀에서 거죽 단락을 일으켜 LiB 열 폭주[ 118 ] 를 야단할 수 있습니다 .
물 근거 억제제에는 4제일귀 가닥이 있습니다. 물 분사: 물 분사 억제제는 연소 물건에 직접 강줄기를 분사하여 냉동을 공급하고 재점화를 억제합니다. 물 분사는 전격 걱정로 인해 전기 장비에 고용해서는 안 됩니다. 물 분사 또는 물뿌리개: 물 분사 또는 물뿌리개 억제제는 미말한 방울꽃을 분사하여 고용하는데, 각 방울꽃은 비도착성인 기체로 둘러싸여 있습니다.
이 분사는 방울꽃이 마무재 플룸을 관통하고 거죽을 식힐 만치 너끈나타내다 진척력을 제일귀고 있으며, 기화을 통석 일부 근력를 개척하여 기체를 식힙니다. 계면조활성군가 가미된 물: 계면조활성군를 물에 가미여름잠 물 삭임의 효과을 개량할 수 있습니다. 계면조활성군는 말썽 거죽 텐션을 감소시켜 연소 물건을 코팅하고 더 능률적으로 냉동합니다. 물 데팽이: 물 데팽이는 1000μm 미달의 다양한 도모성의 방울꽃로 결성되며, 이 방울꽃은 물뿌리개에서 나오는 방울꽃보다 훨씬 작습니다.
더 미말한 방울꽃은 더 큰 방울꽃에 비해 거죽적 대 볼륨 비이 더 도모성 땜에 같은 볼륨의 물에 거학 뜨거운 기체에서 열 근력를 더 많이 섭취하는 반면, 방울꽃 도모성 분포 내복 더 큰 방울꽃은 마무재 플룸을 관통하여 연소 물건을 식힐 수 있습니다. 6. 1. 2.
폼 삭임제기포 삭임제는 A급 및 B급 마무재에 고용할 수 있으므로 LiB 마무재를 삭임하는 데 고용할 수 있습니다[ 185 ]. 기포은 액나 고체 거죽을 냉동하고 밀봉하여 가연성 김와 뜨거운 거죽/연료 사이에 장벽을 형성하고 마무재에서 기체를 단절합니다. 기운적이려면 기포이 셀을 완전히 캡슐보강야 하는데, LiB는 다계단 제트 마무재가 발생하여 고속 가연성 가스 배출이 발생하기 땜에 이는 가난하다 공작입니다. 6.
1. 3. 분말/간조 분말 삭임가루내기말 삭임제는 마무재 반응을 화학적으로 가구낌하여 가동합니다. 그러나 냉동을 공급하지 않으며 재점화가 발생할 수 있습니다.
분말은 특히 고폐된 광장 내에서 기 문제를 일으킬 수 있습니다[ 189 ]. 6. 1. 4.
이산화탄소(CO 2 )이산화탄소는 마무재를 질기시키고 연소 구역의 산소를 CO 2 로 강령하여 삭임합니다 . CO 2는 A급 및 B급 마무재에 고용할 수 있으며 전기 마무재(E급)에도 안전하게 고용할 수 있습니다. CO 2 삭임제는 잔거물을 남기지 않지만, 특히 고폐된 광장에서 고용할 과우 기 문제를 일으킬 수 있습니다. CO 2 는 냉동 용적이 낮아 LiB 마무재에 걸맞다 삭임제가 아닙니다[ 188 ].
6. 1. 5. 할론 근거 삭임제할론은 연소 반응을 화학적으로 가구낌하여 마무재를 진압합니다.
할론 1211(액 스트리밍 삭임제)과 할론 1301(기체 범람 삭임제)은 잔거물을 남기지 않으며 B급 및 E급 마무재에 적합하나 A급 마무재에는 기운적입니다. 할론은 곤여 곤여온난화 물건이며 오존층을 파괴하여 1994년 공기순화법[ 190 , 191 ]에 따라 생산이 단절되었지만 여전히 많은 해군 함선, 항행기, 전차, 잠수공정 마무재 안전에 필수적인 갈래입니다[ 192 ]. 할론 근거 삭임제는 냉동 성능을 공급하지 않습니다. 6.
2. 리튬이온 이차건전지 마무재 진압 강학수많은 강학자들이 기운적인 삭임제를 건지다 위해 LiB 마무재를 강학했습니다. 국가 성능 정보 덤[ 193 , 194 ]에 따르면 할론 근거 물건은 LiB 마무재를 반정나타내다 수 있지만[ 195 ] 마무재 진압 후 내방 온도 상승을 완화하거나 재점화를 막을 수는 없습니다[ 193 ]. Rao et al.
[ 196 ] 이 거행나타내다 강학에서 오존 갈수을 일으키지 않는 염소족원소화 삭임제인 헵타플루오로프로페인(HFC-227ea 또는 주파수변조200)은 이산화탄소 및 분말 삭임제와 계교했을 때 LiB 마무재 진압에서 낫다 거동을 보였습니다. Wang et al. [ 197 ]도 헵타플루오로프로페인의 LiB 마무재 진압 기운에 거학 고변했고, Liu et al. [ 198 ]은 Novec 1230이 기운적이라고 밝혔습니다.
LiB 마무재 진압은 또한 이차건전지에 많은 양의 물을 뿌리거나 이차건전지를 물에 담그는 기법으로 관철할 수 있습니다[ 199 ]. 이 두 제일귀 기법 모두 LiB 마무재를 진압하고 이차건전지를 냉동기켜 발열 반응을 억제하고 재점화를 방지할 수 있습니다. 이 성능은 거대 이차건전지 모듈에는 비사용적이지만 물 물뿌리개가 거행 가할 수 있습니다. Det Norske Veritas – Germanischer Lloyd(DNV-GL)[ 199 ]는 F500 및 십자포화Ice(물 계면조 활성군), PyroCool(기포), Stat-X(에어로졸) 및 물 물뿌리개와 같은 삭임제가 LiB 마무재를 진압하고 열 폭주를 겪고 있는 이차건전지를 냉동하는 데 기운적인지 검사했습니다.
전 제도이 마무재를 진압했지만 물 근거 제도이 계속적 냉동 능력이 더 좋았습니다. Egelhaaf et al. [ 200 ]은 물이 LiB 마무재를 반정나타내다 수 있으며 계면조 활성군와 겔화제를 가미여름잠 소방에 기중나타내다 말썽 양을 간략하다 수 있음을 검증했습니다. 연방 항행청(FAA)에서 거행나타내다 검사[ 201 ]에 따르면 일백 삭임제(물, Hartindo AF-기미독립운동, 일백 ABD(A, B 및 D 등급))는 비일백 삭임제[ 199 ]에 비해 기운적인 삭임제 및 냉동 매개체임이 결단지어졌습니다.
강령 물 삭임 제도은 물 데팽이입니다[ 187 , 202 , 203 , 204 , 205 ]. 물 데팽이는 볼륨 간구 곡절이 낮고 냉동 성능이 있어 거대 이차건전지 모듈에 걸맞다 삭임제가 될 수 있습니다. 미연방 공립소방강학재단에서 실시한 검사에 따르면 물 데팽이는 전기 자동식차 이차건전지와 걸리다 마무재를 기운적으로 반정나타내다 수 있습니다[ 206 ]. 또한 단일한 물에 5% F500 용해액과 5% 아니온성 비이온성 계면조활성군를 가미여름잠 물 데팽반대 삭임 기운가 발전될 수 있음이 검증되었습니다[ 207 ].
Li et al. 은 물 데팽이에 3% 일백 사진필름 형성 폼을 가미한 것이 18650형 LiCoO2 리튬 이온 이차건전지 팩(10 Ah × 4) 마무재의 재점화에 눈멀다 기운를 검사 했습니다[ 208 ]. 3% 수성 사진필름 형성 기포이 내포된 물 데팽이는 기본 간조 분말 삭임기 및 이산화탄소에 비해 재점화를 연기시키는 데 더 기운적이라고 고변되었습니다. LiB 마무재를 진압하고 열 폭주를 억제하기 위해 이차건전지를 냉동하는 데 있어서 물 데팽이가 잠재적으로 기운적일 수 있다는 점을 고구려하여 매개미지수적 물 데팽이 마무재 진압 제도(WMFSS)에 엄동설한 자세한 곡절을 나중과 같이 제시합니다.
6. 3. 물 데팽이 개성선하 데팽이 분무 동역학, 성능 및 몸가짐을 완전히 공감진념면 나중 매개미지수를 개성보강야 합니다[ 209 ]. 방울꽃 도모성 분포(DSD)스프레이 콘 각;분무 빠르기;질량 움직임량분무 모멘텀.
물 데팽이 개군은 마무재의 사물 여지에 따라 반영을 받지만 마무재가 없는 환경에서 난생처음 기술됩니다. 6. 3. 1.
알갱이 도모성 분포(DSD)물 데팽이에는 다양한 도모성의 방울꽃이 내포되어 있으며, 이는 분무 방울꽃이 갈등하거나 기화하거나 거죽에 부딪혀 떨어지면서 겨를과 곳에 따라 변합니다. 방울꽃 도모성 분포(DSD)는 데팽이 분무에 나타나는 방울꽃 도모성 구간를 나타냅니다. 이는 기화 빠르기, 분무 역학, 가스 도입 및 마무재 플룸의 뜰힘에 엄동설한 분무 모멘텀에 반영을 미칩니다. 일반적으로 분무의 방울꽃 도모성는 질량 연등 직경(MMD)이나 볼륨 가운데 직경(VMD)과 같은 단일 방울꽃 도모성 매개미지수로 공정됩니다[ 210 ].
VMD(D V 0. 5)로 표현되는 VMD는 가운데 방울꽃 도모성를 나타내며, 분무 볼륨의 50%는 더 작은 알갱이를 내포하고 결과 50%는 연등보다 큰 알갱이를 내포합니다. 방울꽃 도모성의 제일 일반적인 기준는 거죽적에 엄동설한 볼륨 비이 모두 공간과 같은 연등 직경인 소터 연등 직경(전략유도탄D)입니다. 동등한 VMD 또는 전략유도탄D를 갖는 두 개의 분무가 반드시 같지는 않기 땜에 단일 매개미지수만으로는 방울꽃 도모성 분포를 완전히 결정할 수 가난나타내다는 점을 언급해야 합니다.
이를 검증하기 위해 NFPA 750[ 211 ]은 누가 볼륨 백분율 대 직경의 곡선을 고용하여 물 데팽반대 질량, 볼륨 및 방울꽃 도모성 분포를 나타냈습니다. 전략유도탄D가 300μm 미달인 물 데팽이는 만연 불을 상당히 냉동하고 삭임할 수 있다고 고변되었습니다[ 212 , 213 ]. WMFSS의 효과은 생성된 알갱이 도모성 구간에 따라 달라집니다. 작은 방울꽃은 더 큰 거죽적을 생성하고 기화 빠르와전 냉동 기운를 개량하여 마무재 진압에 기중나타내다 말썽 양을 줄여 WMFSS의 능률성을 높입니다[ 210 ].
반면에 더 큰 도모성의 방울꽃은 경기량이 더 높아 마무재 깃과 연기 층에 들어갈 수 있는 능력이 더 크고 결과적으로 타는 물건과 뜨거운 가스를 적시고 식힐 수 있습니다. 고로 더 큰 방울꽃을 고용한 분무는 가구낌받지 않는 마무재를 진압하는 데 미말한 방울꽃보다 더 기운적일 수 있는 반면, 더 미말한 방울꽃을 고용한 분무는 가구낌받은 마무재를 진압하는 데 큰 방울꽃보다 더 기운적일 수 있습니다[ 210 ]. 6. 3.
2. 스프레이 콘 각솔리드 콘 노즐은 일반적으로 WMFSS에서 고용되어 90° 또는 120° 스프레이 콘(가운데 직선 축을 둘러싸고 있음)을 생성합니다[ 210 ]. 딴 콘 각도 가하지만 삭임 제도에는 비즈니스적으로 고용할 수 없습니다. 솔리드 콘 노즐은 노즐 하류에서 가스의 도입으로 더 희석되는 풀 콘 스프레이를 형성합니다.
대갈래의 물 더미는 스프레이 중심 축 가에 곳하는 반면, 겉면 스프레이 공간은 액 더미가 적고 수김가 더 많습니다. 또한 스프레이 축에 가까운 공간에서는 방울꽃 빠르기가 훨씬 높고 도입된 가스와의 서로 기능으로 인해 반지름 방향으로 감소합니다. 스프레이 콘 각가 작을수록 스프레이가 더 조밀해최고 방울꽃 갈등 가성이 높아집니다. 이렇다 갈등은 방울꽃 빠르와전 도모성의 변화를 야단하여 기화 및 냉동 빠르기에 반영을 미칠 수 있습니다.
방울꽃은 더 작은 방울꽃로 분리되거나 결속하여 더 큰 방울꽃을 구성나타내다 수 있습니다(방울꽃 융합) [ 214 ]. 6. 3. 3.
분무 빠르기분무 빠르기의 도모성는 분무 체계를 결정하는 반면, 관통 제트의 방향은 분무 원뿔면의 모양을 공정합니다. 각 각인별 방울꽃의 빠르기는 거역 기운를 통석 가 기체로 송달되어 기체 도입을 발전시키고 분무 원뿔면의 질량 플럭스를 증다시킵니다. 분무 질량 플럭스와 빠르기(방울꽃의 빠르와전 경과에 끌려온 기체의 빠르기)는 마무재 플룸에 엄동설한 분무의 모두 기운를 지시하는 분무 모멘텀을 결정합니다[ 210 ]. 6.
3. 4. 질량 움직임량분무의 질량 움직임량(누설) 빠르기는 분사 강압과 노즐 개널보자기 총 광에 따라 달라집니다. 노즐을 설계진념면 Mawhinney et al.
에서 논쟁나타내다 분무 열 섭취율(SH브라우닝식자동소총) 또는 소요 삭임 매개체 갈래(라MP) 값을 고용하여 기중나타내다 질량 움직임량을 추정할 수 있습니다. [ 210 ]. 6. 3.
5. 분무 모멘텀분무 모멘텀은 방울꽃 질량과 도입 기체 질량의 합에 방울꽃 빠르와전 도입 기체 빠르기를 곱하여 계량합니다. 가지런나타내다 질량 배출 빠르기의 과우 분무 빠르기가 증다여름잠 기체 도입 빠르기도 증다하고, 이로 인해 분무 모멘텀이 증다합니다. 분무 모멘텀의 방향은 마무재 진압에 귀중나타내다 값을 하는데, 마무재 기둥감 위의 분사는 수김가 마무재의 계급에 도달할 수 있는 곳에서 물 데팽이가 감염하고 기화할 수 있기 땜입니다[ 210 ].
동등 방향 경과이 있는 마무재 기둥감 밑의 분사는 기화과 냉동을 개량하는 데 기중나타내다 난기류 불 데팽이 배합을 생성하지 못할 수 있으며, 생성된 수김는 밑로 밀려 내려가는 갈음 연소 거죽에서 멀어집니다. 고속 또는 저속 물 데팽이 노즐을 굴절하는 이점을 감정진념면 분무 빠르기의 도모성 외에도 모멘텀의 방향 결성 성분를 고구려해야 합니다. 6. 4.
물 데팽이 노즐 개성분무 건물는 주로 분사 강압과 같은 노즐의 가닥 및 가동 조건에 의해 결정됩니다. 노즐은 기본적으로 단일 및 대중 개구 노즐의 두 제일귀 범주로 나눌 수 있습니다. 분무 패턴을 고구려할 때 노즐은 풀 콘, 홀로우 콘 또는 내림표 분무로 갈래할 수 있습니다. 물 미스트 제도에서는 다양한 가닥의 노즐이 고용되며 예에는 단일 및 대중 개구 노즐이 내포되며 이는 도입에 따라 딴 패턴을 생성할 수 있습니다.
가경 10은 다양한 가닥의 노즐과 관계 분무 패턴을 보여줍니다. 가경 10. 노즐 가닥과 분무 패턴6. 5.
물 데팽이를 이용한 삭임의 메커니즘격리된 구획의 WMFSS와 걸리다 5제일귀 메커니즘이 있습니다[ 215 ]:기체상 냉동산소 갈수 및 가연성 김 희석연료 거죽의 습윤 및 냉동방사능선 강쇠;경기 기운, 격리 기운, 난기류 배합 및 단춧고리. 일반적으로 전 메커니즘은 고폐된 광장에서 LiB 마무재를 진압하는 가구 어느 정도 발생합니다. 6. 5.
1. 가스상 냉동물 데팽이는 매우 미말한 방울꽃로 결성됩니다. 미말한 방울꽃을 생성여름잠 방울꽃의 거죽적 대 볼륨 비이 증다하고 불, 고온 연소 가스, 연기층 및 뜨거운 거죽에서 열을 섭취하여 기화 빠르기가 발전됩니다[ 216 ]. 가스상 냉동 공정에서 연소 구역의 십 방울꽃의 기화에 의해 섭취되어 불의 온도가 감소합니다.
온도가 연소를 계속하는 데 기중나타내다 경계 온도 밑로 떨어지면 불이 꺼집니다. 냉동 공정은 또한 연료 거죽으로의 불 등사를 감소시켜 연료 열분리 빠르기를 감소시킵니다. 6. 5.
2. 산소 갈수 및 가연성 김 희석WMFSS를 고용여름잠 방울꽃이 기화하고 수김가 전하하는 총 볼륨가 3배 이상 증다합니다[ 210 ]. 수 볼륨 개척으로 인해 불으로의 기체 도입이 단절되고 불 가의 산소와 가연성 김 농도가 희석됩니다. 물 데팽이가 도입되어 고폐 광장의 산소 농도가 감소하는 정도는 마무재 도모성, 말광 진압 기성관 동안, 고폐 광장 볼륨 및 고폐 광장의 환기 조건에 따라 달라집니다[ 216 ].
마무재는 연소를 계속하는 데 기중나타내다 산소 농도, 즉 경계 산소 농도 뒤로 산소 농도가 떨어지면 끌 수 있습니다[ 50 ]. 산소 농도는 (a) 마무재에 의한 소모로 인한 갈수, (b) 수김에 의한 변위로 인한 희석, (c) 연소 생성물에 의한 희석의 단체으로 감소할 수 있습니다[ 217 ]. 마무재 환경에서의 산소 갈수, 변위 및 가연성 김 희석은 가경 11 에 나와 있습니다 . 가경 11.
마무재 환경에서 물 데팽이 기화덕 인한 산소 교환, 갈수 및 가연성 김 희석의 대강도. 6. 5. 3.
연료 거죽의 습윤 및 냉동많은 고체 및 액 연료의 주요 삭임 메커니즘은 연료 거죽을 적시고 냉동하는 것입니다. 물뿌리개와 매우 유사하게, 더 큰 방울 도모성는 마무재 플룸을 관통하여 마무재의 계급에 도달할 만치 너끈나타내다 경기량을 제일귀고 있습니다. 이 길은 연료의 열분리 빠르기 감소와 견련이 있습니다. 6.
5. 4. 방사능선 강쇠연료와 불 사이에 수김가 사물하기 땜에 방사능선 강쇠가 발생합니다. 수김는 등사 근력를 섭취하여 연료 거죽에 더 낮은 도둑로 다시 등사합니다[ 50 ].
격실 내방에서 대류하는 방울꽃은 또한 열을 섭취하고 벽으로의 등사열과 벽에서 오는 등사열을 줄입니다. [ 215 ] Mawhinney 등의 강학에 따르면 WMFSS를 고용여름잠 격실 내 벽으로의 등사열 플럭스를 70%까지 간략하다 수 있습니다. 더 미말한 방울꽃은 더 큰 분무 방울꽃에 비해 더 낮은 물 농도에서 열 등사열을 약화명령나타내다 수 있는 것으로 밝혀졌습니다. [ 218 ] 물 데팽이 분무로 인해 발생하는 등사열 약화 메커니즘은 가경 12 에 나와 있습니다 .
가경 12. 물 데팽이 분무에 의한 열 등사 강쇠의 대강도 [ 216 ]. 6. 5.
5. 경기 기운, 인클로저 기운, 난기류 배합 및 사이클링반응 빠르기론은 환경 미지수가 화학 반응 빠르와전 가운데 반응 화합말썽 형성에 눈멀다 반영을 말합니다. 물 데팽이는 불을 보강하거나 끌 수 있는 경기성을 변화명령나타내다 수 있습니다[ 215 ]. 불은 물 데팽이와 난생처음 접촉할 때 불 거죽에서 기화하여 난기류와 도입을 증다시켜 강해질 수 있습니다[ 210 ].
이는 연료/기체 배합을 증다시켜 연소 빠르기가 증다하고 마무재가 더욱 번질 수 있습니다[ 210 ]. 또는 경기 기운로 인해 기체상 냉동 및 산소 갈수/희석으로 인해 마무재가 진압될 수 있습니다. 물 데팽이와 도입 및 오염된 가스는 가연성 가스를 희석하고 불 냉동과 결속되면 연소 빠르기가 화학양론적 조건에서 벗어나 불을 끌 수 있습니다. 번리 기운는 Mawhinney et al.
[ 215 ] 및 Liu et al. [ 219 ] 에 의해 검사되었습니다 . 번리 내에서 산소 갈수 및 희석의 반영이 보강됩니다. 물 데팽이가 개막되면 격리된 구획의 고위층에 갇힌 뜨거운 가스가 빠르게 냉동됩니다.
개척되는 수김의 경기량은 수김와 가스 배합물을 마무재 쪽으로 반송하여 국부적인 산소 갈수로 이어집니다. 뜨거운 층의 온도와 깊이에 따라 뜨거운 가스의 냉동은 볼륨 경직으로 이어져 음압을 생성할 수 있습니다 [ 210 ]. 데팽이 촉진 전에 손전등오버코트가 발생여름잠 데팽이 기화덕 인한 개척 또는 냉동으로 인한 경직이 지배적인지 판단하기 어렵습니다. 음압 펄스 생성을 멈추기 위해 물 데팽이를 제 계단로 고취할 수 있습니다.
이 길는 Liu et al. [ 219 ]에 의해 고용되어 번리 내 마무재 진압이 개량되었음을 보여주었습니다. 6. 6.
물 데팽이 삭임 제도 개성WMFSS의 성능은 주로 노즐에서 생성된 분무의 개성에 의해 결정됩니다[ 220 ]. 단일 및 대중 개구과 같은 다양한 가닥의 노즐은 분무의 질량 분포를 굵다 다르게 할 수 있습니다. 단일 개구 노즐은 대중 개구 노즐과 계교하여 노즐 밑 공간의 농도가 더 높고 상대적으로 더 큰 방울꽃과 더 긴 감염 동안를 생성합니다[ 216 ]. 일반적으로 WMFSS는 제 개의 노즐로 결성되며 노즐 간 가구과 기저/과녁(예서는 LiB)으로부터의 가구는 각인별 노즐의 플럭스 광밀도 분포와 격실 도모성 및 잠재적 마무재에 의해 결정됩니다.
노즐의 곳는 진압 제도의 성능에 반영을 미칠 수 있습니다. 노즐이 마무재 곧 위에 있는 과우 분무의 방울꽃이 마무재에 도달하는 가구가 제일 짧으며 마무재 진압에 더 나은 성능을 보일 수 있습니다. 반면 제 개의 노즐을 설치여름잠 제도 비용이 더 많이 들지만 제 개의 노즐은 데팽이를 더 균등하게 분포시키고 산소 갈수 길를 발전시켜 마무재 진압에 더 나은 성능을 보일 수 있습니다. 그러나 두 개의 노즐을 가동기키면 물 공급 강압이 떨어최고 분무 성능이 공비될 수 있습니다[ 216 ].
WMFSS의 설계는 “프로젝트별”로 이해되며, 각 특수 불안전 또는 점거는 최적의 능률을 위해 고유한 특수 설계가 소요합니다. 고로 NFPA 750 [ 211 ], BS 8489 [ 221 ] 또는 CEN TS 14972 [ 222 ]와 같은 고용 가나타내다 규격 중 하나를 대조하여 미스트 제도을 설계하는 것은 불가합니다. 예를 들어, BS 8489는 물 미스트 제도의 설계 기준을 제시하지만 특수 마무재 불안전에 엄동설한 적합군은 가 가나타내다 검사 프로토콜에 따라 검사해야 합니다. 리튬 이온 이차건전지 구획의 과우 걸맞다 WMFSS(계면조 활성군, 기포 또는 가스와 같은 개선적 억제제 내포 또는 미내포)에는 각 모듈을 근거으로 하는 구역별 접근 기법이 내포될 수 있으며, 예서 마무재 억제 제도은 열 및 이차건전지 간수 제도을 넘어선 국부 온도 상승을 감각여름잠 자동식으로 가동하여 조기에 간섭할 수 있고 밀접한 셀로의 열 송달, 주요 이차건전지 손상 및 기타 마무재 손상을 방지할 수 있습니다.
7. 개괄 및 경관LiB는 고서압 용적, 낫다 근력 광밀도, 경량, 낮은 몸체방전 및 전기 근력 갈무리을 각기 긴 수명으로 인해 각광을 끌고 있습니다. 만전나타내다 가동 구간를 벗어난 전 과용 조건(열적, 전기적 및 기구적)은 이차건전지 성능에 반영을 미치고 열 폭주, 거년물 가스 누설, 마무재 및 폭발과 같은 안전 문제를 일으킬 수 있습니다. LiB 고용과 걸리다 불안전 및 안전 문제는 이차건전지 선택 시 귀중나타내다 고구려 곡절입니다.
수많은 LiB 마무재 및 폭발 사고가 고변되었으므로 마무재 걱정를 완화하기 위해 다양한 수준(이차건전지 설계, 화학, 안전 결성 성분 및 소방)에서 대책를 취해야 합니다. 마무재 불안전을 완화하기 위해 셀, 모듈, 팩 및 구획 수준에서 LiB의 안전을 개량하는 성능이 검사되었습니다. 목하 구속되다 리튬 이온 셀은 만전나타내다 셀 화학 및 내방 결성 성분로 개발되었으며 이렇다 안전 성능은 비즈니스적(비용, 일정, 가용성) 또는 성능논의 곡절로 근력 갈무리 프로젝트에 선택된 셀에서 고용할 수 없을 수 있습니다. 모듈과 팩에 만전나타내다 가동 환경을 계속하는 이차건전지 간수 제도은 잘 건설되어 있으며, 계속적으로 발달하고 있습니다.
그러나 마무재 사고는 여전히 발생합니다. LiB와 걸리다 마무재는 제 제일귀 기법으로 발달할 수 있지만, 열 폭주의 반영은 간수하기 어렵고 계속적인 냉동이 소요합니다. LiB 구성체는 밀접된 결성에 있고 미니멈의 경황와 경황 광장이 있는 인클로저에 간수되기 땜에 견련 문제가 가끔 악화됩니다. 고로 이차건전지 격실 건물와 설계는 마무재나 폭발에 엄동설한 온전한 경계를 계속해야 하지만, 모듈 내에서 광장 격리, 냉동, 구역별 마무재 진압을 단체하여 소극적인 열 간수와 밀접한 모듈로의 열 폭주를 제한하기 각기 이차건전지 모듈 성관 절연도 내포해야 합니다.
많은 할론 근거 삭임제가 환경적 반영으로 인해 금지되었고 질소나 아르곤과 같은 불활성 가스는 그 몸체로는 기운가 떨어지기 땜에 LiB 마무재를 진압하는 강령 기법을 찾는 주된 원박력은 주로 계속적인 삭임 및 냉동을 각기 제일 능률적인 매개체인 말썽 기운를 높이고 아마도 더 스마트한 배정 기법을 찾는 데 달려 있습니다. 이렇다 가닥에서, 환경 친화적인 가미제를 고용하거나, 더 나은 기법으로 질소와 같은 불활성 가스 스트림과 단체하여 삭임를 개량할 수 있으며, 분무 제도의 더 나은 설계와 실현을 통석 냉동을 개량할 수 있습니다. 두 과우 모두, 물은 명명백백한 곡절로 이상적인 매개체입니다. 물 데팽이는 목하 마무재 진압 성능로 잘 건설되었지만, LiB 마무재 진압에 엄동설한 정보는 제한적입니다.
가미제와 계면조활성군가 내포된 물 데팽이 또는 기체 삭임 매개체와 함께 고용하는 물 데팽이는 LiB에 제일 도착유망한 삭임 및 냉동 기법으로 이해됩니다. 물 데팽이와 딴 매개체를 고용하여 소방하는 가구 LiB의 열적 거동에 엄동설한 가미 검사는 LiB 마무재를 반정나타내다 각기 마땅나타내다 지침을 건설하는 데 소요합니다. 저자 공헌개념화, 초안 기록, 귀루화, MG; 프로젝트 간수, 리소스, 지도, VN; 개념화, 경비 공급, 리소스, 지도, KM; 글쓰기-리뷰 및 구합, 리소스, 지도, PJ; 글쓰기-리뷰 및 구합, 리소스, 사실 큐레이션, IB; 글쓰기-리뷰 및 구합, 개념화, 사실 큐레이션, BS; 글쓰기-리뷰 및 구합, 리소스, 경비 공급, 프로젝트 간수, GG 전 저자는 간서된 원고 판을 읽고 긍정했습니다. 경비 공급이 강학는 빅토리아 단과대학과 호주 국방이학성능부의 지원을 받았습니다.
감사의 말거배 중 한 명인 MG는 박사후 강학 펠로우십을 공급해 준 빅토리아 단과대학와 호주 국방 이학 성능부에 감사드리고 있습니다. 공감 부조화저자는 공감 부조화이 가난나타내다고 선언합니다. 명명법:비엠에스이차건전지 모니터링 제도사이다목하 인터럽트 기구12월디에틸기 카보네이트디엠씨(주)디메틸 카보네이트DNV-GLDet Norske Veritas 및 Germanischer Lloyd디에스디(DSD)방울꽃 도모성 분포에. 에틸기렌 카보네이트전자기파 적배합에틸기 메틸 카보네이트전기 자동식차전기 자동식차연방항행국연방 항행청FDS마무재 역학 시뮬레이터HEV하이브리드 전기 자동식차고주파플루오르화수소겨를당열 누설 빠르기세계내방 단락 귀도엘코(LCO)리튬코발트산선하LCP리튬코발트오르토인산염라이브픽리튬철오르토인산LF공상과학소설리튬철플루오린유산염리비(LiB)리튬이온 이차건전지엘모리튬망가니즈산선하영: LTO(원가구로맨스)리튬 시암타네이트 산선하장기 덤리튬 시암타늄 설파자아엠디엠디질량 연등 직경물건안전보건감(씨DS)물건안전보건감공립이학수사국(NCA)니켈 코발트 경은 산선하엔씨엠니켈코발트망가니즈산선하미연방 공립보건원(NFPA)거국부방협회피씨(PC)프로필렌 카보네이트피씨엠상변선하체경기폴리에틸기렌피.
피. 피. 폴리프로필렌작은피티씨(PTC)양의 온도 계수렘프기중나타내다 삭임 매개체 동안세이고체 거년물 인터페이스공상과학소설PE종화 기구사 협회샤르스프레이 열 섭취율전략유도탄D자우터 연등 직경티엠에스열 간수 제도VMD볼륨 가운데 직경WMFSS물 데팽이 마무재 진압 제도참고문헌Whittingham, 씨 칼코게나자아 이차건전지. 미연방 특허권 번호 4,009,052, 1977년 2월 22일.
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