一、热失控原理?
说到热失控,可能有的朋友不是很熟悉,首先普及一下关于锂离子电池热失控的知识。首先何为热失控呢?在英语中热失控的所对应的英文为thermal runaway,直接翻译就为热胡乱跑。中文“热失控”一词很好的诠释了热失控的真谛,就是锂离子电池的热失去了控制。简单的说呢,就是锂离子电池内部由于各种因素,产热速率很快,而锂离子电池的散热速率较慢,导致大量的热量在锂离子电池的内部积聚,诱发了一系列的副反应。例如负极SEI膜分解,正极活性物质分解,释放出氧化性很高的游离氧,与电解液发生氧化反应,这些副反应会进一步导致锂离子电池内部的热量积聚,压力增大,最终导致锂离子电池起火爆炸,威胁使用者的生命和财产安全。
为了防止锂离子电池在热失控造成严重的安全问题,锂离子电池一般会设计一个安全阀,在锂离子电池发生热控的时候,电池内部的压力持续升高,在达到一个阈值时,安全阀被破坏,快速释放锂离子电池内部压力,从而避免热失控引发更为严重的问题,阻断热失控在电池组内的传播。例如18650电池上盖部分,一般会设计有泄压结构,在电池内部压力达到一定程度时,能够快速释放电池压力,从而确保快速阻断热失控。一些大型的锂离子电池一般会设计一个泄压孔,孔内包含一个隔膜,在一定的压力下,隔膜破裂释放压力。这些都是一些被动的安全措施,为了避免热失控的发生,需要对锂离子电池热失控的机理,进行进一步的研究。
说到锂离子电池热失控首先要了解诱发锂离子电池热失控的因素,总的来说导致锂离子电池热失控的因素主要分为两类:1)内部因素(例如低温充电、负极缺陷和过充导致负极形成的锂枝晶穿透隔膜引发短路,锂离子电池内部多余物刺穿隔膜引发短路等);2)外部因素(例如电池大电流放电,正负极短路,高温,挤压、针刺等因素)。
熟悉了锂离子电池热失控的诱发因素,我们需要对其机理有更加深刻的理解。首先从锂离子电池的结构上,锂离子电池分为正极极片,负极极片,隔膜和电解液等部分,其中负极在充放电的过程中,随着Li的不断嵌入,会导致负极电势不断降低,当负极的电势低于1.5V时,电解液中的一些成分就开始在负极表面开始发生还原反应,形成一层固体-电解液界面膜,也就是通常我们所说的SEI膜,这层膜的主要成为为Li2CO3、LiF以及一些有机锂盐等成分组成,SEI膜的热稳定性是影响锂离子电池热稳定性的重要因素。一般来说,在高于60℃时,SEI膜就开始分解,高于90℃时SEI膜几乎全部分解,露出活性很高的负极表面,有可能诱发锂离子电池热失控。随着锂离子电池温度的进一步提升,接下来会导致锂离子电池隔膜高温收缩,导致正负极活性物质接触,发生短路,瞬间释放出大量的热量。短路点产生的高温则会进一步导致正极氧化物分解,释放出具有很高氧化性的游离状态氧,这些游离氧会与有机电解液发生进一步的氧化反应,释放出更多的热量,大量的热量积聚在锂离子电池的内部,最终导致锂离子电池发生起火爆炸等安全问题。
从上述分析来看,影响锂离子电池的热稳定的因素主要是隔膜的热收缩温度和正极材料的热稳定性,目前被广泛采用的陶瓷涂层隔膜,就是利用了陶瓷涂层在高温时对隔膜的支撑作用,减少隔膜收缩,从而提高了锂离子电池的安全性,目前正在研发的无机物隔膜,据说可以将隔膜的热稳定温度提高到210℃以上,大大提升锂离子电池的热稳定性。对于正极材料的热稳定性,目前常见的锂离子电池材料的热稳定性顺序为:钴酸锂<三元材料<锰酸锂<磷酸铁锂,热稳定性越好,热分解的温度也就越高,相应的锂离子电池的也就越安全,因此陶瓷涂层隔膜+磷酸铁锂电池是目前安全性最好的锂离子电池。
二、并联电压?
并联电路中各并联支路两端的电压等于电路的总电压。
中文名
并联电路
1
各并联支路两端的电压
2
等于电路的总电压
3
U=U1=U2
基本内容
并联电路电压
U=U1=U2 即V=V1=V2
并联电路电压
并联电路电压
其实这只是理想情况,我们假设电源的内阻是零的情况下支路电压才会等于电源电压的,而实际上电源都会有内阻,所以它也要与外电路分压,但这内阻很小所以分压比较小,通常可以忽略,所以在不严格的时候我们说支路电压等于电源电压。而至于为什么各支路的电压相等,为了简单明了的告诉你,你可以假设各支路都是纯电阻电路,而因为各支路又都是并联的,所以各支路电阻并联成一个等效电阻,所以外电路就相当于由一个电阻组成的,所以它得到的电压当然就是电源电压(在忽略 电源内阻的情况下)
三、小学科学电压并联教学反思
在小学科学课程中,学生学习到了很多关于电的知识。其中,电压并联是一个重要的教学内容。然而,在教学过程中,我们发现很多学生对于电压并联的概念理解上存在着一定的困惑。为了帮助学生更好地理解电压并联,我们进行了一次教学反思。
教学过程回顾
为了让学生对电压并联有一个直观的感受,我们在课堂上进行了一系列的实验。首先,我们向学生演示了通过串联连接电池和灯泡的实验,让他们亲自体验到电路中灯泡光亮的原理。然后,我们进一步进行了并联连接的实验,让学生观察到通过并联连接的电池和灯泡,灯泡的亮度相较于串联连接时有所增加。
在实验的基础上,我们向学生解释了电压并联的概念。我们强调了并联连接可以增加电路中的电压,从而提高灯泡的亮度。我们使用了一些简单的形象比喻,比如将电流比喻成河流,电压则是河流的水流速度。并联连接相当于多条河流同时注入同一个湖泊,湖泊的水流速度会变得更快。这样的比喻帮助学生更好地理解了电压并联的原理。
教学反思
尽管我们在课堂上进行了一系列的实验和解释,但是我们发现仍有一些学生对于电压并联的概念理解不够深入。在反思教学过程中,我们找到了一些可以改进的地方。
首先,我们发现在实验环节的安排上可能存在不足。虽然我们进行了多次实验来让学生观察并联连接的效果,但是由于时间限制,学生的实际操作时间较短。在下次教学中,我们计划增加实验时间,让学生更多地亲自动手进行实验。这样可以增加学生对于电压并联实际效果的观察和感受,进一步加深他们对概念的理解。
其次,在解释环节上,我们发现使用形象比喻虽然有助于学生理解,但有些学生仍然存在着概念上的混淆。为了解决这个问题,我们计划在下次教学中增加更多的图示和实例,直接展示电压并联的实际应用场景。通过具体的例子,学生能够更好地将概念与实际生活联系起来,从而更好地掌握电压并联的原理。
教学反馈
为了确保改进措施的有效性,我们进行了一次教学反馈。我们分发了一份问卷给学生,让他们回答一些与电压并联相关的问题。从问卷结果中,我们看到了一些进步的迹象。
首先,较大比例的学生表示通过实验和课堂讲解,他们对于电压并联有了基本的了解。他们能够正确地解释电压并联的概念,并能够将其应用到实际举例中。
然而,我们也看到一部分学生仍然存在着困惑。其中,有些学生对于串联连接和并联连接的区别仍然搞不清楚。为了解决这个问题,我们计划在下次教学中增加更多的对比性例子,直观地展示串联和并联的不同特点。
总体而言,通过本次教学反思和反馈,我们得到了一些宝贵的建议和改进措施。我们将继续努力,通过优化教学过程和加强学生互动,让他们更好地理解和掌握电压并联的知识。
四、电阻并联:如何计算并联电阻的两端电压
电阻并联是电路中常见的一种连接方式。当多个电阻并联连接时,其总电阻会减小,而两端的电压保持不变。本文将介绍电阻并联的基本原理和计算并联电阻两端电压的方法。
1. 电阻并联的基本原理
在电路中,当电阻并联连接时,可以将它们看作是同时连接到电源正极和负极的情况下的多个路径。由于并联电阻之间共享电流,所以电阻并联时总电流与各个电阻上的电流之和相等。根据欧姆定律,电压 = 电流 × 电阻,所以对于并联电阻来说,总电压等于各个电阻上的电压之和。
2. 计算并联电阻的两端电压的方法
为了计算并联电阻的两端电压,我们需要知道每个电阻的阻值以及每个电阻上的电流。接下来,我们将介绍两种常见的方法。
2.1 等效电阻法
等效电阻法是一种简便的计算方法,它利用并联电阻的总电流和总电阻来计算电阻两端的电压。首先,计算电路中的总电流,可以通过应用基尔霍夫定律或使用欧姆定律计算。然后,计算并联电阻的等效电阻,即将各个电阻的阻值求倒数并相加取倒数。最后,将总电流乘以等效电阻,得到电阻两端的电压。
2.2 比例法
比例法是另一种计算并联电阻两端电压的方法。它利用每个电阻所占总电阻的比例来计算电阻两端的电压。首先,计算电阻并联的总电阻,即将各个电阻的阻值求倒数并相加取倒数。然后,计算每个电阻所占总电阻的比例,即每个电阻的倒数除以总电阻的倒数。最后,将总电压乘以每个电阻所占比例,得到电阻两端的电压。
3. 示例
假设有两个并联的电阻,阻值分别为 R1 和 R2。总电流为 I,总电压为 Vtotal。使用等效电阻法计算电阻两端的电压:
等效电阻:Req = (1/R1 + 1/R2)-1
电阻两端的电压:V = I × Req
4. 结论
电阻并联时,其总电压等于各个电阻上的电压之和。通过等效电阻法或比例法,可以计算并联电阻的两端电压。这些计算方法可以帮助我们更好地理解电路中电阻并联的特性和计算电阻两端电压的方法。
感谢您阅读本文,希望这些内容能够帮助您更好地理解电阻并联的概念及计算电压的方法。
五、电池热失控测试标准?
A1阶段:电芯在使用过程中首先会产生初始能量热扰动,引起热扰动的能量来源包括电芯内部正常的锂离子充放电化学反应、内部非正常化学反应(如不符合额定电压、电流、温度或有热传导的滥用造成的内部剧烈反应,外部和内部机械结构损伤最终造成的内部剧烈反应等),从而导致电芯产生热量。与此同时,电芯会向外进行热量散逸,同时部分化学反应会伴随吸热;
A2阶段:当电芯散逸的热量+反应消耗的热量≥电芯获得的热量时,电芯是安全的;
A3阶段:当电芯散逸的热量+反应消耗的热量<电芯获得的热量时,电芯产生温升ΔT。如果ΔT没有带来电芯内部新的放热反应,则电芯是安全的;
A4阶段:如有新的放热反应(如SEI膜的分解放热、电解液的分解放热、氟化物粘结剂的分解放热、电解液分解放热、正极活性材料分解放热、过充电时沉积出的金属锂与电解液发生反应放热、金属锂与粘结剂的反应放热、可燃物质的燃烧等),当这些反应放热所带来的电芯内部反应速度不可控时,电芯温度上升将不可控,便会引起A5阶段中我们常规所定义的热失控,如【图1】各储能相关标准中规定的电芯内部放热反应引起不可控温升的现象
六、不同电压并联?
不同电压的电池不能并联的原因:
1:在实际应用中,禁止不同电压和性能的蓄电池并联使用。如果并联使用,则合并后的电压如下:设电池1的电压为E1,内阻为R1;电池2的电压为E2,内阻为R2;负载电阻为R3;合并后的电压为U。
U=(E1/R1+E2/R2)/(1/R1+1/R2+1/R3)。
2:将不同电压的电池并联,会造成高电压部分电池对低电压电池充电现象,低电压部分成为用电器而不是电源,一般不将不同电压的电池并联。
不同电压的电源(电池只是电源中的一种)并联的不良影响:
1:这样的连接会出现高电压电源给低电压电源充电的情况,这就形成了一个回路,电压会下降至低压电源的电压,低电压电池实际上成了高电压电池的一个负载,若两个电池的电压差过大,高电压电池就基本上相当于短路,而即使是可充电电池,也不能用很高的电压充电,不可充电的电池更不用说,过高的电压有可能引起电池爆炸或者损坏。
2:相同电压的电源可以并联(可充电电池实际上就是并联到电源上,还有几台发电机并网发电也是电源并联),电压不变,承受负荷的能力会增加,如果负载不变,则电池寿命可以延长,或者说有能力承受更大的负荷。由于两个电池(即使是所有指标相同)很难做到绝对一致,并联总会有充电的情况发生。
七、暖气并联热还是串联热?
并联热
在并联连接中,每组暖气片的进水温度都一样,同周围空气的温差较大,暖气片散热效率也就高,但必须保证流经暖气片的热水的流量足够大。缺点并联安装暖气片是第一组回水最快,往后越来越慢,需要每一组暖气片都要根据不同的位置来关闭阀门大小,虽然管道布局安装方便,但是供暖期间需要花费大量的时间来平衡每组暖气片的流量来保证每组的散热量;
可见在理想状态下,热水流量足够大,如果两种联接方式的进水温度是一样的,暖气片并联连接的散热量相较串联连接大,其出水温度也较串联的高。
八、暖气串联热还是并联热?
各有各的优势,解诉如下。
1、单管串联
单管串联的特点是材料使用量低、劳动强度相对较弱、改造时间也短些。整个系统的水先经过系统的第一组暖气片,而后是第二组,第三组……,因此水温是按照串联的顺序逐渐降低。在同等的条件下,首尾2组暖气给房间带起的温度能相差2度以上,为了能调节单组暖气的水温,在暖气片前端的进出水口处必须增加旁通阀,有的用三通调节阀,也有的用3个闸阀。
单管串联系统没有用旁通的话,关闭一组暖气就会造成整个系统立即中断,其他的暖气也都将不热了。而且,单管串联需要配置的暖气片数更多,为了满足系统循环的需要,这种暖气系统主管也需要比较粗。
2、双管异程并联
双管异程并联的特点是管道行程较短、每一组暖气片均可以单独控制(暖气片前端进回水处加控制阀门)、温度比较均匀、系统的水流平衡较单管串联会有大幅度的提高,然而这种系统还是有一定的局限性。
每组暖气片的水流量不同,前端暖气片的回水因为离主管道比较近,回的比较快,而后端回水就较慢,可能造成末端暖气不热或不够热的现象。不过没有关系,可以通过阀门调节来解决问题,在系统工作状态下把前端暖气的回水阀门依次稍关掉一些,以确保系统平衡,让末端暖气慢慢热起来。
九、热失控是什么意思?
热失控是铅酸电池在充电时,电流和温度均升高且互相促进的现象。
热失控也就是说,当电池温度到达一按时候,就会有连锁的负反应,放热的反应,所以温度快速上升,最高的速度可以达到每秒钟温升接近1000度,所以它的速度是非常快的。从而引起失控,从这几类电池的特点来说,磷酸铁锂近年来逐渐成为动力锂电池的研究热点。具有安全性高其稳定好,寿命长。
十、热失控和热扩散标准?
导致储能电站起火的原因很多,包括电池、电气设备本身的质量问题,也包括系统保护措施设计的不完备,PCS和BMS以及EMS等系统之间的控制及保护功能协调性差等,施工过程中出现的质量问题、运行和维护管理不当等均也是储能电站起火的原因。针对储能系统的起火、爆炸等事故发生的原因,电池本身的热失控,以及电池模块和系统的热失控扩散,是行业目前关注的焦点。