リチウムイオン(li-ion)バッテリーは、市場で最も一般的に使用されているタイプの充電式バッテリーの1つであり、電気自動車や医療機器からハンドヘルド家電やエネルギー貯蔵システムまで、あらゆるものに使用されています。
バッテリーパックの設計者がエネルギー密度と容量を増やすことでリチウムイオン電池の限界を押し上げ続けるにつれて、熱管理システムは、熱が蓄積して熱暴走を引き起こす前に、熱の増加を安全に軽減および保護するために進化し続ける必要があります。
熱暴走となぜそれが重要なのですか?
熱は、充電式バッテリーの充電および放電サイクル中に化学反応によって生成されます。この熱はバッテリーが動作するために必要な副産物ですが、チェックしないままにしたり、バッテリーの設計が不十分であったりすると、バッテリーセルまたはパックの密閉空間にすぐに蓄積する可能性があります。熱が放散するよりも速く蓄積すると、リチウムイオン電池で熱暴走と呼ばれる連鎖反応を引き起こします。熱が増加すると、バッテリーは発熱反応によってより多くの熱を放出し、それが次に温度をますます高くします。
管理しないままにしておくと、熱暴走により、デバイスの誤動作、バッテリーセルの劣化、火災、さらには爆発を引き起こす可能性があります。堅牢な熱管理システムとスマートバッテリー設計で熱暴走を防ぐことは、ユーザーの安全性を保証し、バッテリーの完全性を確保し、保証コストを削減するための鍵です。
熱暴走をどのように防止および管理しますか?
Boyd熱暴走を管理する方法は主に3つあります。
Thermal Management:The most important consideration with any heat producing component is thermal management.バッテリーを熱暴走から保護するには、バッテリーパックから熱を蓄えるよりも速く放散する必要があり、これは各バッテリーの容量、アプリケーション、および形状に固有のものです。
これを念頭に置いてバッテリーを設計することが重要であり、バッテリーセルを冷却および保護するために、サーマルインターフェイス材料、液体コールドプレート、熱伝導性接着剤、熱伝導性エンクロージャ、および超薄型ベイパーチャンバーを組み込んでいます。
Preventing Thermal Runaway Conditions:Proactively preventing the conditions that allow thermal runaway is another important prevention method.リチウムは電池にとって非常に効率的な金属ですが、あらゆる種類の水分との反応性も高く、水酸化リチウムを形成します。少量では、水酸化リチウムはバッテリーの性能を低下させる可能性があり、大量にバッテリーを燃焼させる可能性があります。
バッテリーセルまたはパックを設計するときは、湿気や異物の破片(FOD)が侵入する可能性のある隙間や接合部が適切に密閉されていることを確認することが重要です。Boydは、理想的な圧縮永久歪み、力のたわみ、およびその他の機械的要因に最適化されたさまざまなガスケット、シーリング、および接着剤ソリューションを提供し、バッテリーパックとセルを防水し、湿気の侵入を防ぎます。Boydのガスケットソリューションは、衝撃と振動も管理し、極端な道路状況によるバッテリーパックシールの劣化を最小限に抑え、バッテリーの寿命全体にわたってシールが無傷のままであることを保証します。
バッテリーセル内およびその周囲に電気絶縁材料(LectroShieldなど)を組み込むことは、熱を駆動して熱暴走につながる可能性のある短絡や火花を防ぐために重要です。
熱暴走の分離:
適切な熱管理と防止戦略は、熱暴走イベントが発生する可能性を減らすのに役立ちますが、壊滅的なイベントが発生した場合に伝播を防ぐようにバッテリーを設計することが重要です。ドライバーと公共の安全は、重要なアプリケーションに設計された重複した安全対策により、輸送における最大の懸念事項です。個々のバッテリセルまたは影響を受けるコンポーネントを絶縁しておくことは、熱管理または予防設計が失敗した場合に熱暴走を封じ込めるためのバックアップ安全設計として重要です。
これを念頭に置いて最初にバッテリーパックを設計することは、熱暴走イベントを特定するための最良の方法です。バッテリーセルの間に難燃性材料(SOLIMIDE®フォームやポリマー絶縁体など)で作られたフレームバリアを組み込むことで、熱暴走が発生した場合に火災が他の熱に敏感なコンポーネントに到達するのを防ぐことができます。
Boydの違い
Boydは、接着剤、フォーム、熱界面材料(TIM)、シールド、絶縁体、およびその他の多くの高度なエンジニアリング材料について、世界中の原材料サプライヤーと戦略的提携を結んでいます。これらのパートナーシップを広範な製造能力と設計の専門知識と組み合わせて、バッテリーアプリケーションの熱暴走を防止および分離するために最適化された材料の多層スタックアップを作成します。
当社のエンジニアは、設計サポートを提供してきた数十年の経験があり、コンポーネントが製造用に設計され(DFM)、組み立て用に最適化されていることを確認しています。これにより、複数のベンダーの可燃性、シーリング、ガスケット、衝突保護などのさまざまなソリューションを単一の完全に統合された製品に組み合わせることができ、全体的なコストとリードタイムを短縮できます。
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