هل يتطلب تطبيق الطاقة العالية لبطارية ليثيوم بوليمر الأسطوانية تبديدًا قسريًا للحرارة؟

في سيناريوهات تطبيق التفريغ المستمر للطاقة العالية مثل الأدوات الكهربائية،بطارية ليثيوم بوليمر أسطوانيةيجب أن تكون مجهزة عادة بنظام تبديد الحرارة القسري. عند التفريغ بتيار كبير، يتكثف التفاعل الكهروكيميائي داخل بطارية الليثيوم بوليمر الأسطوانية، وسوف تتراكم حرارة الجول الناتجة عن المقاومة الداخلية بسرعة. على الرغم من أنه يحتوي على تحسن معين في الاستقرار الحراري، في ظل ظروف العمل التي تتطلب قوة انفجارية لحظية قوية ودورة عمل طويلة (مثل البدء والتوقف المتكرر للمثاقب الكهربائية والمطاحن الزاوية)، فإنه من الصعب إزالة الحرارة في الوقت المناسب وبشكل فعال عن طريق تبديد الحرارة السلبي أو الحمل الحراري الطبيعي لقذيفة حزمة البطارية، مما يؤدي إلى الارتفاع السريع لدرجة حرارة البطارية الأساسية إلى منطقة الخطر المحتملة. لذلك، أصبح تبديد الحرارة القسري مطلبًا صارمًا لضمان الأداء والسلامة.

سيؤدي تجاهل تبديد الحرارة القسري إلى إلحاق أضرار جسيمة بأداء وعمر الجهازبطارية ليثيوم بوليمر أسطوانية. سوف يؤدي هروب درجة الحرارة إلى تسريع تحلل الإلكتروليت، وتدهور المواد النشطة الإيجابية والسلبية، وعدم استقرار فيلم SEI، والذي يتجلى بشكل مباشر في انخفاض مفاجئ في السعة المتاحة، وزيادة في المقاومة الداخلية، وتقصير كبير في دورة الحياة (يمكن أن يصل تسوس الحياة إلى أكثر من 70٪ في درجات الحرارة المرتفعة). والأخطر من ذلك، أن ارتفاع درجة الحرارة بشكل مستمر قد يؤدي إلى تفاعل متسلسل للهروب الحراري، مما يتسبب في حوادث تتعلق بالسلامة مثل انتفاخ البطارية، والتسرب، وحتى الحريق والانفجار. مساحة الأدوات الكهربائية مدمجة، وظروف تبديد الحرارة محدودة. بالنسبة لهذا النوع من بطاريات الليثيوم بوليمر الأسطوانية عالية الكثافة، تعد الإدارة الحرارية النشطة أمرًا بالغ الأهمية بشكل خاص.

لقد أظهرت الممارسة أن تبديد الحرارة القسري الفعال هو الوسيلة الأساسية لضمان التشغيل الموثوق لهذه البطاريات في التطبيقات عالية الطاقة. تشمل الحلول الشائعة دمج مراوح صغيرة في حزمة البطارية لتبريد الهواء القسري، أو استخدام أقواس معدنية موصلة للحرارة لنقل الحرارة إلى زعانف تبديد الحرارة في مبيت الأداة. وهذا لا يمكنه فقط الحفاظ على درجة الحرارة الأساسية عند عتبة آمنة (عادة أقل من 60 درجة مئوية) أثناء العمل عالي الكثافة، وضمان استقرار منصة التفريغ واستمرارية طاقة الخرج، ولكن أيضًا يؤخر تقادم البطارية بشكل كبير. على الرغم من أن إضافة نظام تبديد الحرارة يجلب بعض التكلفة والتعقيد الهيكلي، فإن تبديد الحرارة القسري يعد استثمارًا ضروريًا وجديرًا لتحقيق إمكاناتبطارية ليثيوم بوليمر أسطوانيةفي سيناريوهات الطاقة العالية وضمان سلامة المستخدم.