Fosfato de ferro de lítio (LIFEPO4) e baterias ternárias de lítio são dois tipos de bateria comumente usados na nova indústria de veículos energéticos. Essas baterias utilizam diferentes soluções de materiais para melhorar o isolamento de incêndio e a proteção de segurança térmica.
Risco de fuga térmica:
Baterias ternárias de lítio: Devido à sua composição química e maior densidade de energia, as baterias ternárias de lítio representam um risco aumentado de fuga térmica em condições anormais, como sobrecarga, excesso de descarga ou alta temperatura. Isso pode levar a um risco elevado de incidentes de incêndio.
Baterias LIFEPO4: As baterias LIFEPO4 são comparativamente mais seguras, exibindo tolerância robusta em relação a altas temperaturas, sobrecarga e excesso de descarga. Consequentemente, a demanda por proteção contra incêndio e isolamento térmico é relativamente menor para as baterias LIFEPO4.
Materiais de isolamento:
Baterias ternárias de lítio: mitigar os riscos potenciais associados a baterias de lítio ternário em fuga térmica, geralmente requerem materiais de isolamento de grau mais alto durante seus processos de projeto e fabricação. Esses materiais podem incluir isolamento resistente ao fogo de alta temperatura, fita de isolamento, juntas de isolamento e componentes similares.
Baterias LIFEPO4: Devido à sua segurança inerente à segurança e à alta temperatura, as baterias LIFEPO4 geralmente requerem materiais e projetos de isolamento padrão para atender aos requisitos de proteção contra incêndio e isolamento térmico.
Soluções de proteção contra incêndio e isolamento de calor para baterias LIFEPO4:
Polipropileno microporoso (MPP): O polipropileno microporoso é amplamente empregado como uma camada à prova de fogo e isolamento de calor nas baterias LIFEPO4. Este material exibe excelentes propriedades de isolamento térmico e elétrico, reduzindo a perda de calor e aumentando a eficiência térmica da bateria. As principais propriedades do MPP incluem:
Desempenho excepcional de isolamento: a estrutura microscópica dos poros do MPP isola efetivamente os eletrodos positivos e negativos no módulo da bateria, impedindo a penetração de eletrólitos. Ele pode ser usado como separador de bateria, garantindo a operação segura do sistema de bateria, evitando circuitos curtos e vazamentos de corrente.
Borracha de silicone cerâmica: a borracha de silicone cerâmica é comumente utilizada como uma camada de proteção de segurança nas baterias LIFEPO4. Para aumentar ainda mais a resistência ao fogo, uma camada de fibra de vidro é frequentemente aplicada em cima da borracha de silicone ceramicizada. No caso de um incêndio, a borracha de silicone de cerâmica se transforma em um bloco de cerâmica dura, impedindo a propagação de fogo. Ele efetivamente isola e suporta as altas temperaturas geradas pela bateria, protegendo o sistema de bateria contra danos causados pelo calor.
Espuma de silício: a espuma de silício, um material flexível e macio, é frequentemente usado para preencher as lacunas entre os módulos da bateria LIFEPO4. Oferece excelentes efeitos de isolamento térmico e tamponamento, reduzindo a transferência e as vibrações de calor, melhorando o desempenho do gerenciamento térmico da bateria. Os principais recursos da espuma de silício incluem:
Desempenho superior de isolamento térmico: a espuma de silício possui baixa condutividade térmica, isolando efetivamente a condução de calor no módulo da bateria e minimizando a perda de calor. Isso aprimora a eficiência energética do sistema de bateria e estende a vida útil do ciclo da bateria.
Resistência de alta temperatura: A espuma de silício mantém sua estabilidade estrutural e de desempenho em ambientes de alta temperatura, o que é crucial para os sistemas de bateria. Ele efetivamente isola e resiste ao impacto de altas temperaturas geradas pela bateria.
Soluções de isolamento de incêndio e calor para baterias ternárias de lítio:
Airgel: Airgel, um material altamente poroso com propriedades excepcionais de isolamento térmico, é amplamente utilizado como camada de isolamento térmico em baterias ternárias de lítio. Os principais recursos do airgel incluem:
Baixa condutividade térmica: o airgel exibe uma condutividade térmica extremamente baixa, isolando efetivamente a condução de calor dentro da bateria e minimizando a perda de calor. Isso melhora o gerenciamento térmico da bateria e atenua o risco de superaquecimento.
Alta porosidade: A estrutura de poros altamente aberta do airgel fornece uma área de superfície maior, aumentando o isolamento e impedindo a transferência de calor e o vazamento de corrente entre os componentes da bateria interna. Isso contribui para melhorar a segurança da bateria.
Leve e flexível: o airgel é leve e pode ser moldado para caber em várias formas e tamanhos do módulo de bateria sem adicionar peso significativo.
Placa de mica: a placa de mica, conhecida por sua excelente resistência de alta temperatura, é frequentemente usada como uma junta de isolamento térmico entre os módulos ou células da bateria de lítio ternário. Impede a transferência de calor e reduz o risco de curtos circuitos. As principais propriedades da placa de mica incluem:
Excelentes propriedades isolantes: as folhas de mica apresentam excelente desempenho de isolamento.
Resistência de alta temperatura: as placas de mica mantêm estabilidade em ambientes de alta temperatura, garantindo a durabilidade dentro de novas baterias de veículos de energia que geram altas temperaturas durante a operação. A placa mica suporta as temperaturas elevadas dentro do módulo da bateria, protegendo os componentes circundantes contra danos relacionados ao calor.
Em conclusão, as baterias de fosfato de ferro de lítio e baterias ternárias de lítio empregam diferentes soluções de material para proteção contra incêndio e medidas de segurança de isolamento térmico. As baterias LIFEPO4 geralmente utilizam materiais de polipropileno microporoso,
