Trosolwg

Gyda mwy o ddamwain a achosir gan batri lithiwm-ion yn digwydd, mae pobl yn poeni mwy am rediad thermol batri i ffwrdd, oherwydd gall y rhediad thermol sy'n digwydd mewn un gell ledaenu gwres i gelloedd eraill, gan arwain at gau'r system batri gyfan.

Yn draddodiadol byddwn yn sbarduno rhediad thermol i ffwrdd trwy wresogi, pinio neu godi gormod yn ystod profion. Fodd bynnag, ni all y dulliau hyn reoli rhediad thermol mewn cell benodol, ac ni ellir eu gweithredu'n hawdd yn ystod profion systemau batri. Yn ddiweddar mae pobl yn datblygu dull newydd i sbarduno rhediad thermol. Mae'r prawf lluosogi yn IEC 62619:2022 newydd yn enghraifft, ac amcangyfrifir y bydd y dull hwn yn ddefnydd eang yn y dyfodol. Bwriad yr erthygl hon yw cyflwyno rhai dulliau newydd sy'n cael eu hymchwilio.

Ymbelydredd laser:

Ymbelydredd laser yw gwresogi ardal fach gyda phwls laser ynni uchel. Bydd y gwres yn cael ei gynnal y tu mewn i'r deunydd. Defnyddir ymbelydredd laser yn eang ym meysydd prosesu deunydd, fel weldio, cysylltu a thorri. Yn gyffredin mae mathau o laser fel a ganlyn:

• CO₂laser: carbon deuocsid laser nwy moleciwlaidd
• Laser lled-ddargludyddion: laser deuod wedi'i wneud o GaAs neu CDS
• Laser YAG: laser sodiwm wedi'i wneud o garnet alwminiwm yttrium
• Ffibr optegol: laser wedi'i wneud o ffibr gwydr gydag elfen ddaear prin

Mae rhai ymchwilwyr yn defnyddio laser o 40W, hyd tonnau 1000nm a diamedr 1mm i brofi ar wahanol gelloedd.

O gael sgan CT ar y gell heb ei sbarduno, gellir canfod nad oes unrhyw ddylanwad strwythurol ac eithrio'r twll ar yr wyneb. Mae'n golygu bod laser yn gyfeiriadol, ac yn bŵer uchel, ac mae'r ardal wresogi yn fanwl gywir. Felly mae laser yn ffordd dda o brofi. Gallwn reoli'r newidyn, a chyfrifo'r egni mewnbwn ac allbwn yn gywir. Yn y cyfamser, mae gan laser fanteision gwresogi a phinio, fel gwresogi cyflym, ac mae'n haws ei reoli. Mae gan laser fwy o fanteision fel:

• Gall achosi rhediad thermol ac ni fydd yn gwresogi celloedd cymydog. Mae hyn yn dda ar gyfer perfformiad cyswllt thermol

• Gall ysgogi prinder mewnol

• Gall fewnbynnu llai o ynni a gwres mewn amser byrrach i sbarduno rhediad thermol, sy'n gwneud y prawf dan reolaeth dda.

Adwaith Thermite:

Adwaith thermite yw gwneud Alwminiwm i adweithio ag ocsid metelaidd mewn tymheredd uchel, a bydd alwminiwm yn trosglwyddo i alwminiwm ocsid. Gan fod enthalpi ffurfio alwminiwm ocsid yn isel iawn ( -1645kJ/mol), felly bydd yn cynhyrchu llawer o wres. Mae deunydd thermite ar gael yn eithaf, a gall fformiwla wahanol gynhyrchu gwahanol faint o wres. Felly mae ymchwilwyr yn dechrau profi gyda chwdyn 10Ah gyda thermite.

Gall thermite sbarduno rhediad thermol yn hawdd, ond nid yw'r mewnbwn thermol yn hawdd i'w reoli. Mae ymchwilwyr yn ceisio dylunio adweithydd thermol sydd wedi'i selio ac sy'n gallu crynhoi gwres.

Lamp cwarts pŵer uchel:

Theori: Rhowch lamp cwarts pŵer uchel o dan gell, a gwahanwch y gell a'r lamp â phlât. Mae angen drilio'r plât gyda thwll, er mwyn gwarantu dargludiad ynni.

Mae'r prawf yn dangos bod angen pŵer uchel iawn ac amser hir i sbarduno rhediad thermol, ac nid yw thermol wedi'i amrywio'n gyfartal. Efallai mai'r rheswm yw nad yw golau cwarts yn olau cyfeiriadol, ac mae'r gormod o golled gwres yn ei gwneud hi prin yn sbarduno rhediad thermol yn union. Yn y cyfamser nid yw mewnbwn ynni yn union. Y prawf rhediad thermol delfrydol yw rheoli'r egni sbarduno a gwerth mewnbwn llai dros ben, er mwyn lleihau'r dylanwad i ganlyniad y prawf. Felly gallwn ddod i'r casgliad nad yw lamp cwarts yn ddefnyddiol ar hyn o bryd.

Casgliad:

O'i gymharu â'r dull traddodiadol o sbarduno rhediad thermol celloedd (fel gwresogi, gordal a threiddio), mae lluosogi laser yn ffordd fwy effeithiol, gydag ardal wresogi lai, ynni mewnbwn is ac amser sbarduno byrrach. Cyfrannir hyn at fewnbwn ynni effeithiol iawn ar yr ardal gyfyngedig. Mae'r dull hwn wedi'i gyflwyno gan IEC. Gallwn ddisgwyl y bydd llawer o wledydd yn ystyried y dull hwn. Fodd bynnag, mae'n codi gofyniad uchel ar ddyfeisiau laser. Mae angen ffynhonnell laser priodol a dyfeisiau atal ymbelydredd. Ar hyn o bryd nid oes digon o achosion ar gyfer prawf rhedeg i ffwrdd thermol, mae angen dilysu'r dull hwn o hyd.