Vai lakotā alumīnija folija ir vislielākā termiskā barjera pret eVTOL akumulatora termisko aizbēgšanu?

Elektriskās vertikālās pacelšanās un nosēšanās (eVTOL) lidaparātiem ir nepieciešami augsta blīvuma litija jonu akumulatori, kas darbojas ar paaugstinātu spriegumu un ātru izlādes ātrumu. Pie šādiem jaudas blīvumiem viena elementa katastrofāla atteice, ko izraisa iekšējs īssavienojums, mehāniska punkcija vai ārkārtēja pārlādēšana, var izraisīt termisku aizbēgšanu ar lokālu temperatūru, kas pārsniedz 1000°C..

Lai gan neapstrādāta folija pati par sevi nevar izturēt ilgstošu plazmas strūklu, Augstas temperatūras lakota alumīnija folija, kas laminēta keramikas un aerogēla kompozītmateriālos, kalpo kā neaizstājams primārais liesmas vairogs, siltuma atstarotājs un gāzi bloķējoša termiskā barjera mūsdienu eVTOL akumulatoru elementu-elementu un moduļu izolācijas sistēmās.

Termiskās bēgšanas izplatīšanās mehānika

Kad liela enerģijas blīvuma maisiņš vai cilindriska litija jonu šūna nonāk termiskā izplūdē, notiek eksotermiska ķēdes reakcija:

Ātra siltuma atbrīvošana (> 1000°C): sadaloties katoda un elektrolīta materiāliem, dažu sekunžu laikā tiek atbrīvota intensīva siltumenerģija.

Uzliesmojošu gāzu ventilācija: pārkarsēti organiskie šķīdinātāji un ūdeņraža gāzes izplūst ar augstu spiedienu, nesot toksiskas, vadošas kvēpu daļiņas.

Kaskādes moduļa kļūme: bez izturīgām starpšūnu termiskām barjerām starojuma siltuma un gāzes trieciens ātri iedarbina blakus esošās šūnas, izraisot kopējo iepakojuma zudumu.

Siltuma barjeras arhitektūra: alumīnija folija + neorganiskais kodols

Lakota alumīnija folija darbojas kā kritiskā ārējā āda kompozītmateriālu siltumizolācijas barjerās.

Ārējā lakotā folija atstaro infrasarkano starojumu un bloķē gāzes iekļūšanu, savukārt iekšējais aerogela kodols ierobežo vadošu siltuma pārnesi, uzturot blakus esošās šūnas krietni zem kritiskā termiskā sliekšņa.

Tehnisko specifikāciju matrica: Lakota alumīnija folija ar akumulatora barjeru

Zemāk esošajā tabulā ir norādīti tehniskie parametri lakotajai alumīnija folijai, ko izmanto eVTOL akumulatoru komplekta termiskās izplūdes barjerās:

Veiktspējas priekšrocības eVTOL akumulatoru termiskās noplūdes mazināšanā

FAQ

1. jautājums: vai lakota alumīnija folija vien var apturēt šūnu termisko bēgšanu?

A: Neviens materiāls neaptur termisko bēgšanu. Lakota alumīnija folija darbojas kā necaurlaidīgs liesmas vairogs un starojuma siltuma atstarotājs daudzslāņu kompozītmateriālu sistēmā (kombinācijā ar aerogeliem, vizlu vai keramikas šķiedrām), lai novērstu siltuma izplatīšanos blakus esošajās šūnās.

2. jautājums. Kāpēc akumulatoru barjerās priekšroka tiek dota lakotai folijai, nevis neapstrādātai nepārklātai alumīnija folijai?

A: Neapstrādāta alumīnija folija kūst aptuveni 660 °C temperatūrā  un nepiedāvā elektrisko izolāciju. Augstas temperatūras lakas piešķir būtisku dielektrisko pretestību, palielina īstermiņa liesmas izdzīvošanas laiku un aizsargā foliju pret fluorūdeņražskābes (HF) iedarbību.

Q3: Kā lakota alumīnija folija darbojas augstspiediena gāzes atgaisošanas laikā?

A: Plānas alumīnija folijas augstā stiepes izturība un elastība ļauj tai saturēt un novirzīt liela ātruma ventilācijas gāzes plūsmas izplūdes kanālos, neļaujot pārkarsētām liesmām iekļūt sānu starpšūnu izolācijā.

4. jautājums: vai lāzera griešana sabojās lakas pārklājumu uz plānas akumulatora folijas?

A: Nē. Precīzijas UV vai šķiedru lāzeri tīri nogriež lakotu foliju, nesadedzinot polimēra malu vai neizraisot atslāņošanos, veidojot starpšūnu barjeras formas, kas ir gatavas automatizētai moduļa montāžai.

5. jautājums: Kā tiek pārbaudīta liesmas izturība uz akumulatora līmeņa lakotām folijām?

A: Termiskā veiktspēja ir sertificēta, izmantojot tiešos lāpas liesmas testus (UL 94 V-0 / ISO 2685), termiskās gravitācijas analīzi (TGA), dielektriskā sadalījuma testu (ASTM D149) un pilna mēroga šūnu līmeņa termiskās izplatīšanās testus akumulatoru komplektos, kas darbojas ar strāvu.

Secinājums

Lakotas alumīnija folijas integrēšana kompozītmateriālu izolācijas barjerās ļauj eVTOL akumulatoru inženieriem izpildīt stingrus aviācijas termiskās izplūdes ierobežošanas standartus, vienlaikus samazinot iepakojuma svaru.

Lai optimizētu akumulatora drošības sistēmas materiālu izvēli:

Atlasiet folijas mērītāju pēc liesmas ātruma: izmantojiet 0,02–0,04 mm foliju elastīgiem maisiņu šūnu starpšūnu aerogela spilventiņiem; norādiet 0,05 mm – 0,10 mm foliju augstspiediena cilindrisku elementu augšējā vāka spridzināšanas vairogiem.

Pārbaudītas termiskās un dielektriskās vērtības: Nodrošiniet, lai norādītās lakas atbilst UL 94 V-0 liesmas novērtējumam un nodrošina minimālo dielektrisko izturību ≥ 1,5 kV/mm.

Sadarbojieties ar sertificētiem folijas pārklājuma speciālistiem: strādājiet ar pieredzējušiem ražotājiem, piemēram, Changzhou Dingang Metal Material Co., Ltd., lai nodrošinātu precīzi pārklātas, lāzeram gatavas lakotas alumīnija folijas, kurām ir kvalitātes sertifikāti.