Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал:
http://repositsc.nuczu.edu.ua/handle/123456789/26224| Назва: | Умови припинення самонагрівання пошкоджених літій-іонних акумуляторів подаванням води |
| Інші назви: | Conditions for stopping self-heating of damaged lithium-ion batteries by supplying water |
| Автори: | Трегубов, Д.Г. Майборода, А.О. Нуянзін, В.М. Журбинській, Д.А. Баланда, А.О. |
| Ключові слова: | витрата вода гасіння пожежа кислотність виділення водню тепловий розгін самонагрівання механічне пошкодження літій-іонний акумулятор |
| Дата публікації: | 2025 |
| Видавництво: | НУЦЗ України |
| Бібліографічний опис: | Д. Г. Трегубов, А. О. Майборода, В. М. Нуянзін, Журбинській Д.А., Баланда А.О. Умови припинення самонагрівання пошкоджених літій-іонних акумуляторів подаванням води. Надзвичайні ситуації: попередження та ліквідація. 2025. Т.9(2). |
| Короткий огляд (реферат): | Проаналізовано будову, принципи роботи та механізми теплового розгону літій-іонних акумуляторів поширених типів; акцентовано увагу на їх перевагах та недоліках, застосованих матеріалах розчинників та електродів, складу газової фази електродних реакцій, особливостях пожежної небезпеки. Узагальнено перебіг процесів, що спостерігаються під час основних стадій теплового розгону акумуляторів. Розроблено методику та зібрано установку для дослідження процесів теплового розгону пошкодженого акумулятора та для його гасіння. Досліджено типові зовнішні механічні пошкодження акумулятора, що призводять до неконтрольованого розвитку теплового розгону. Визначено відповідність температурного режиму процесу самонагрівання акумулятора стадіям теплового розгону за даними вимірювання температури та візуальних спостережень. Розглянуто набір можливих хімічних реакцій, що викликають інтенсивне самонагрівання, подальше розкладання матеріалів та деформацію акумулятора. Досліджено припинення самонагрівання шляхом занурення акумулятора в ємність із надлишком води відносно стехіометричної кількості для максимальної маси металевого літію, що може накопичуватись у процесі роботи батареї. Візуально зафіксовано виділення газів, у складі яких ідентифіковано водень. Виміряно зміну кислотності отриманого водного розчину під час гасіння охолодженням водою, взятою у надлишку. Встановлено залежності для часу завершення реакцій для досліджуваного механічного пошкодження. Розраховано необхідну кількість води для поглинання теплоти, що може виділитися під час реакції, отримане значення корелює з дослідними даними. Розглянуто можливі заходи запобігання та припинення горіння літій-іонних акумуляторів. |
| Опис: | The structure, operating principles and thermal runaway mechanisms of common types lithium-ion batteries are analyzed; attention is focused on their advantages and disadvantages, materials of solvents and electrodes used, the gas phase composition of electrode reactions, and fire hazard features. The processes course observed during the main stages of the batteries thermal runaway is summarized. A methodology is developed and a setup is assembled to investigate the damaged battery thermal runaway processes and for its extinguishing. Typical external mechanical damage to the battery that leads to uncontrolled thermal runaway is identified. The correspondence of the battery self-heating process temperature regime to thermal runaway stages determined based on temperature measurement data and visual observations. The possible chemical reactions set that cause intense self-heating, materials further decomposition, and battery deformation are considered. The self-heating cessation was investigated by immersing the battery in a container with an excess of water relative to the stoichiometric amount for the metallic lithium maximum mass that can accumulate during the battery operation. The gases release was visually recorded, and hydrogen was identified in the composition. The change in the resulting aqueous solution acidity during extinguishing by cooling with water in the excess measured. Dependencies for the reaction completion time for a investigated mechanical damage was established. The water amount required to absorb the heat that may be released during reactions was calculated; the resulting value correlates with the experimental data. Possible measures to prevent and stop burning of lithium-ion batteries are considered. It is planned to repeat the current research scheme of the lithium-ion battery thermal runaway, but not due to the mechanical damage, but under conditions of increased ambient temperature and poor heat exchange with the external space. Key words: lithium-ion battery, mechanical damage, self-heating, thermal runaway, hydrogen evolution, acidity, fire, extinguishing, water, consumption. |
| URI (Уніфікований ідентифікатор ресурсу): | http://repositsc.nuczu.edu.ua/handle/123456789/26224 |
| Розташовується у зібраннях: | 21.06.02 - пожежна безпека |
Файли цього матеріалу:
| Файл | Опис | Розмір | Формат | |
|---|---|---|---|---|
| Tregubov_2025ос - препринт.docx | Літієвий акумулятор - загоряння та гасіння | 1,06 MB | Microsoft Word XML | Переглянути/Відкрити |
Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищені авторським правом, всі права збережені.