Lithium-ion (li-ion) batteries are one of the most commonly used types of rechargeable batteries on the market and can be found in everything from electric vehicles and medical equipment to handheld consumer electronics and energy storage systems.
As battery pack designers continue to push lithium-ion battery limits by increasing energy density and capacity, thermal management systems must continue to evolve to safely mitigate and protect against increased heat before it builds up to cause thermal runaway.
열 폭주와 왜 중요한가요?
열은 충전식 배터리 충전 및 방전 주기 동안 화학 반응을 통해 생성됩니다. 이 열은 배터리가 작동하는 데 필요한 부산물이지만 확인하지 않거나 배터리를 잘못 설계하면 배터리 셀 또는 팩의 밀폐된 공간에 빠르게 축적될 수 있습니다. 열이 발산되는 것보다 더 빨리 축적되면 리튬 이온 배터리에서 열 폭주라는 연쇄 반응을 일으킵니다. 열이 증가함에 따라 배터리는 발열 반응을 통해 더 많은 열을 방출하여 온도를 점점 더 높입니다.
열폭주를 관리하지 않고 방치하면 장치 오작동, 배터리 셀 성능 저하, 화재 또는 폭발이 발생할 수 있습니다. 강력한 열 관리 시스템과 스마트 배터리 설계로 열 폭주를 방지하는 것은 사용자 안전을 보장하고 배터리 무결성을 보장하며 보증 비용을 절감하는 데 중요합니다.
열 폭주를 어떻게 방지하고 관리합니까?
BOYD 열 폭주를 관리하는 세 가지 주요 방법이 있습니다.
Thermal Management:The most important consideration with any heat producing component is thermal management. To protect batteries against thermal runaway, heat needs to dissipate from battery packs more quickly than it can build, which is unique to each battery’s capacity, application, and geometry.
배터리 셀을 냉각하고 보호하기 위해 열 인터페이스 재료, 액체 냉각판, 열 전도성 접착제, 열 전도성 인클로저 및 초박형 증기 챔버를 통합하여 이를 염두에 두고 배터리를 설계하는 것이 중요합니다.
Preventing Thermal Runaway Conditions:Proactively preventing the conditions that allow thermal runaway is another important prevention method. While lithium is a highly efficient metal for batteries, it is also highly reactive with any kind of moisture, forming lithium hydroxide. In small quantities, lithium hydroxide can lower battery performance, and in large quantities, can cause batteries to combust.
배터리 셀 또는 팩을 설계할 때 습기 또는 이물질 파편(FOD)이 들어갈 수 있는 틈이나 조인트가 제대로 밀봉되었는지 확인하는 것이 중요합니다. BOYD는 이상적인 압축 변형, 힘 편향 및 기타 기계적 요인에 최적화된 다양한 개스킷, 밀봉 및 접착제 솔루션을 제공하여 습기 침투를 허용하지 않는 배터리 팩 및 셀을 방수 처리합니다. BOYD의 개스킷 솔루션은 또한 충격과 진동을 관리하여 극한의 도로 조건에서 배터리 팩 씰의 성능 저하를 최소화하여 배터리 수명 동안 씰이 손상되지 않도록 합니다.
배터리 셀 내부 및 주변에 전기 절연 재료(예: LectroShield)를 통합하는 것은 열을 유발하고 열 폭주로 이어질 수 있는 단락 및 스파크를 방지하는 데 중요합니다.
절연 열 폭주:
적절한 열 관리 및 예방 전략은 열 폭주 이벤트가 발생할 가능성을 줄이는 데 도움이 될 수 있지만 치명적인 이벤트가 발생할 경우 전파를 방지하도록 배터리를 설계하는 것이 중요합니다. 운전자와 공공 안전은 중요한 응용 분야에 설계된 중복 안전 조치와 함께 운송에서 가장 큰 관심사입니다. 개별 배터리 셀 또는 영향을 받는 구성 요소를 격리된 상태로 유지하는 것은 열 관리 또는 예방 설계가 실패할 경우 열 폭주를 억제하기 위한 백업 안전 설계로 매우 중요합니다.
처음에 이를 염두에 두고 배터리 팩을 설계하는 것이 열 폭주 이벤트를 격리하는 가장 좋은 방법입니다. 배터리 셀 사이에 난연성 재료(예: SOLIMIDE® 폼 또는 고분자 절연체)로 만든 난연성 장벽을 통합하면 열 폭주 이벤트가 발생할 경우 화재가 열에 민감한 다른 구성 요소에 도달하는 것을 방지할 수 있습니다.
BOYD 차이점
BOYD는 접착제, 폼, 열 인터페이스 재료(TIM), 차폐, 절연체 및 기타 여러 첨단 엔지니어링 재료에 대해 전 세계 원자재 공급업체와 전략적 제휴를 맺고 있습니다. 우리는 이러한 파트너십을 광범위한 제조 능력 및 설계 전문 지식과 결합하여 배터리 응용 분야의 열 폭주를 방지하고 격리하는 데 최적화된 재료의 다층 스택업을 만듭니다.
당사의 엔지니어는 수십 년 동안 설계 지원을 제공하여 구성 요소가 제조를 위해 설계(DFM)되고 조립에 최적화되도록 한 경험이 있습니다. 이를 통해 여러 공급업체의 가연성, 밀봉, 개스킷, 충돌 방지 등을 위한 다양한 솔루션을 완전히 통합된 단일 제품으로 결합하여 전체 비용과 리드 타임을 낮출 수 있습니다.
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