Бехатарии батареяҳои литий ҳамеша дар саноат нигаронӣ буд. Бо сабаби сохтори махсуси моддӣ ва муҳити мураккаби корӣ, вақте ки садамаи сӯхтор рух медиҳад, он ба таҷҳизот, талафоти молӣ ва ҳатто талафот оварда мерасонад. Пас аз ба амал омадани сӯхтори батареяи литий, нест кардан душвор аст, вақти зиёдро мегирад ва аксар вақт тавлиди миқдори зиёди газҳои заҳролудро дар бар мегирад. Аз ин рӯ, сари вақт хомӯш кардани сӯхтор метавонад паҳншавии сӯхторро самаранок назорат кунад, аз сӯхтори васеъ пешгирӣ кунад ва барои фирор кардани кормандон вақти бештар фароҳам орад.

Дар ҷараёни рафъи гармии батареяҳои литий-ионӣ, дуд, оташ ва ҳатто таркиш аксар вақт рух медиҳад. Аз ин рӯ, назорати мушкилоти гармидиҳӣ ва диффузия мушкилоти асосии маҳсулоти батареяи литийӣ дар раванди истифода шудааст. Интихоби технологияи дурусти сӯхторхомӯшкунӣ метавонад аз паҳншавии минбаъдаи партоби гармии батарея пешгирӣ кунад, ки барои хомӯш кардани сӯхтор аҳамияти калон дорад.

Мақолаи мазкур бо усулҳои асосии сӯхторхомӯшкунӣ ва механизмҳои хомушкунӣ, ки ҳоло дар бозор мавҷуданд, шинос шуда, афзалиятҳо ва нуқсонҳои намудҳои гуногуни сӯхторхомушкунакҳоро таҳлил мекунад.

Намудҳои сӯхторхомушкунакҳо

Дар ҳоли ҳозир, мошинҳои сӯхторхомӯшкунӣ дар бозор асосан ба сӯхторхомӯшкунакҳои газӣ, сӯхторхомушкунакҳои обӣ, сӯхторхомушкунакҳои аэрозолӣ ва хокаи хушк тақсим мешаванд. Дар зер муқаддима ба рамзҳо ва хусусиятҳои ҳар як намуди сӯхторхомушкунак оварда шудааст.

Перфторгексан: Перфлуорогексан дар феҳристи PFAS-и OECD ва EPA ИМА номбар шудааст. Аз ин рӯ, истифодаи перфторгексан ҳамчун агенти сӯхторхомӯшкунӣ бояд ба қонунҳо ва қоидаҳои маҳаллӣ мувофиқат кунад ва бо мақомоти танзимкунандаи муҳити зист тамос гирад. Азбаски маҳсулоти перфторгексан дар таҷзияи термикӣ газҳои гулхонаӣ мебошанд, он барои пошидани дарозмуддат, миқдори зиёди вояи пайваста мувофиқ нест. Тавсия дода мешавад, ки онро дар якҷоягӣ бо системаи обпошӣ истифода баред.

Трифторметан:Агентҳои трифлуорометан танҳо аз ҷониби якчанд истеҳсолкунандагон истеҳсол карда мешаванд ва стандартҳои махсуси миллии танзимкунандаи ин навъи агенти сӯхторхомӯшкунӣ вуҷуд надоранд. Арзиши нигоҳдорӣ баланд аст, бинобар ин истифодаи он тавсия дода намешавад.

Гексафторопропан:Ин агенти хомӯшкунанда ҳангоми истифода ба дастгоҳҳо ё таҷҳизот осеб мерасонад ва потенсиали гармшавии глобалии он (GWP) нисбатан баланд аст. Аз ин рӯ, гексафторопропанро танҳо ҳамчун агенти муваққатии сӯхторхомӯшкунӣ истифода бурдан мумкин аст.

Гептафторпропан:Аз сабаби таъсири гармхона, он тадриҷан аз ҷониби кишварҳои гуногун маҳдуд карда мешавад ва бо бартараф кардани он дучор хоҳад шуд. Дар айни замон, агентҳои гептафторпропан қатъ карда шудаанд, ки ин боиси мушкилот дар пур кардани системаҳои мавҷудаи гептафторпропан ҳангоми нигоҳдорӣ мегардад. Аз ин рӯ, истифодаи он тавсия дода намешавад.

Гази инертӣ:Аз ҷумла IG 01, IG 100, IG 55, IG 541, ки дар байни онҳо IG 541 васеътар истифода мешавад ва дар сатҳи байналмилалӣ ҳамчун агенти сӯхторхомӯшкунии сабз ва аз ҷиҳати экологӣ тоза эътироф шудааст. Бо вучуди ин, он камбудихои баланди арзиши сохтмон, талабот ба баллонхои газ ва ишголи зиёди фазо дорад.

Агенти обӣ:Сӯхторхомӯшкунакҳои тумани обии нозук ба таври васеъ истифода мешаванд ва онҳо беҳтарин таъсири хунуккунӣ доранд. Ин асосан аз он иборат аст, ки об дорои иқтидори зиёди гармии махсус мебошад, ки метавонад миқдори зиёди гармиро зуд азхуд кунад, моддаҳои фаъоли ба реаксиянашавандаи дохили батареяро хунук кунад ва ба ин васила афзоиши минбаъдаи ҳароратро боздорад. Бо вуҷуди ин, об ба батареяҳо зарари ҷиддӣ мерасонад ва изолятсия намекунад, ки боиси ноқилҳои кӯтоҳи батарея мегардад.

Аэрозоль:Аз сабаби тозагии экологӣ, заҳролуд набудани он, арзиши паст ва нигоҳдории осон, аэрозол ба агенти асосии сӯхторхомӯшкунӣ табдил ёфтааст. Бо вуҷуди ин, аэрозоли интихобшуда бояд ба қоидаҳои СММ ва қонунҳо ва қоидаҳои маҳаллӣ мувофиқат кунад ва сертификатсияи миллии маҳсулоти маҳаллӣ талаб карда мешавад. Бо вуҷуди ин, аэрозолҳо қобилияти хунуккунӣ надоранд ва ҳангоми татбиқи онҳо ҳарорати батарея нисбатан баланд боқӣ мемонад. Пас аз он ки агенти сӯхторхомӯшкунӣ озод шуданро қатъ мекунад, батарея ба дубора фурӯзон шудан майл дорад.

Самаранокии воситахои сухторхомушкунй

Лабораторияи калидии оташнишонии Донишгоҳи илм ва технологияи Чин таҳқиқотеро анҷом дод, ки таъсири сӯхторхомӯшкунии хокаи хушки ABC, гептафторпропан, об, перфторгексан ва CO2-ро дар батареяи литий-ионии 38А муқоиса мекунад.

Муқоисаи раванди хомӯш кардани сӯхтор

Хокаи хушки ABC, гептафторпропан, об ва перфторгексан ҳама метавонанд сӯхторҳои батареяро бе сӯхтор зуд хомӯш кунанд. Бо вуҷуди ин, сӯхторхомӯшкунакҳои CO2 сӯхторҳои батареяро ба таври муассир хомӯш карда наметавонанд ва метавонанд боиси сӯхтор гардад.

Муқоисаи натиҷаҳои хомӯш кардани сӯхтор

Пас аз рафъи гармӣ, рафтори батареяҳои литийро дар зери таъсири сӯхторхомушкунакҳо тақрибан ба се марҳила тақсим кардан мумкин аст: марҳилаи хунуккунӣ, марҳилаи баландшавии босуръати ҳарорат ва марҳилаи пастшавии сусти ҳарорат.

Марҳилаи аввалмарҳилаи хунуккунӣ мебошад, ки дар он пас аз баровардани маводи сӯхторхомӯшкунӣ ҳарорати сатҳи батарея паст мешавад. Ин асосан ба ду сабаб вобаста аст:

• Хориҷ кардани батарея: Пеш аз он ки батареяҳои литий-ионро тарк кунанд, дар дохили батарея миқдори зиёди алканҳо ва гази CO2 ҷамъ мешаванд. Вақте ки батарея ба ҳадди фишори худ мерасад, клапани бехатарӣ кушода, гази фишори баландро хориҷ мекунад. Ин газ моддаҳои фаъолро дар дохили батарея интиқол медиҳад ва инчунин ба батарея таъсири хунуккунанда медиҳад.
• Таъсири сӯхторхомӯшкунӣ: Таъсири хунуккунии сӯхторхомӯшкунӣ асосан аз ду қисм иборат аст: азхудкунии гармӣ ҳангоми тағирёбии фаза ва таъсири изолятсияи химиявӣ. Ҷабби гармии марҳилаи тағирёбанда мустақиман гармии тавлидшудаи батареяро хориҷ мекунад, дар ҳоле ки таъсири изолятсияи химиявӣ тавлиди гармиро тавассути қатъ кардани реаксияҳои кимиёвӣ бавосита коҳиш медиҳад. Об аз сабаби иқтидори баланди гармии худ таъсири назарраси хунуккунӣ дорад ва ба он имкон медиҳад, ки миқдори зиёди гармиро зуд азхуд кунад. Перфлуорогексан пайравӣ мекунад, дар ҳоле ки хокаи хушки HFC-227ea, CO2 ва ABC таъсири назарраси хунуккуниро нишон намедиҳад, ки ба табиат ва механизми сӯхторхомӯшкунӣ алоқаманд аст.

Марҳилаи дуюм марҳилаи болоравии босуръати ҳарорат аст, ки дар он ҳарорати батарея зуд аз ҳадди ақали худ то авҷи худ боло меравад. Азбаски маводи сӯхторхомӯшкунӣ аксуламалҳои таҷзияи дохили батареяро пурра боздошта наметавонанд ва аксари сӯхторхомушкунакҳо таъсири хунуккунии суст доранд, ҳарорати батарея тамоюли болоравии амудии тақрибан амудиро барои сӯхторхомӯшкунакҳои гуногун нишон медиҳад. Дар як муддати кутох харорати батарея то ба куллахои худ баланд мешавад.

Дар ин марҳила, фарқияти назаррас дар самаранокии сӯхторхомӯшкунакҳои гуногун дар пешгирии болоравии ҳарорати батарея вуҷуд дорад. Самаранокӣ бо тартиби камшавӣ об > перфторгексан > HFC-227ea > хокаи хушки ABC > CO2 мебошад. Вақте ки ҳарорати батарея оҳиста баланд мешавад, он вақти бештари вокунишро барои огоҳӣ аз сӯхтори батарея ва вақти бештари вокуниш барои операторҳо таъмин мекунад.

Хулоса

1. CO2: Сӯхторхомӯшкунакҳо ба монанди CO2, ки асосан тавассути нафасгирӣ ва ҷудошавӣ амал мекунанд, ба сӯхторҳои батарея таъсири сусти монеъкунанда доранд. Дар ин тадқиқот, падидаҳои шадиди сӯхтор бо CO2 ба амал омада, онро барои сӯхторҳои батареяи литий номувофиқ мегардонд.
2. ABC Dry Powder / HFC-227ea: Хокаи хушки ABC ва сӯхторхомӯшкунакҳои HFC-227ea, ки асосан тавассути изолятсия ва рафъи кимиёвӣ амал мекунанд, метавонанд то андозае реаксияҳои занҷирро дар дохили батарея ҷилавгирӣ кунанд. Онҳо нисбат ба CO2 таъсири каме беҳтар доранд, аммо азбаски онҳо таъсири хунуккунӣ надоранд ва аксуламалҳои дохилиро дар батарея пурра манъ карда наметавонанд, ҳарорати батарея то ҳол пас аз баровардани сӯхторхомӯшкунӣ босуръат баланд мешавад.
3. Перфлуорогексан: Перфторгексан на танҳо реаксияҳои дохилии батареяро маҳкам мекунад, балки инчунин тавассути бухоршавӣ гармиро бирӯяд. Аз ин рӯ, таъсири монеаи он ба сӯхторҳои батарея нисбат ба дигар сӯхторхомушкунакҳо хеле беҳтар аст.
4. Об: Дар байни ҳама сӯхторхомушкунакҳо, об таъсири равшантарини сӯхторхомӯшкунӣ дорад. Ин асосан аз он иборат аст, ки об дорои иқтидори махсуси гармидиҳӣ мебошад, ки ба он имкон медиҳад, ки миқдори зиёди гармиро зуд азхуд кунад. Ин моддаҳои фаъоли ба реаксиянашавандаи дохили батареяро хунук мекунад ва ба ин васила афзоиши минбаъдаи ҳароратро бозмедорад. Бо вуҷуди ин, об ба батареяҳо зарари калон мерасонад ва таъсири изолятсия надорад, бинобар ин истифодаи он бояд хеле эҳтиёткор бошад.

Мо чиро бояд интихоб кунем?

Мо системаҳои муҳофизати сӯхторро, ки аз ҷониби якчанд истеҳсолкунандагони системаҳои нигоҳдории энергия дар бозор истифода мешаванд, таҳқиқ кардем ва асосан аз усулҳои зерини хомӯш кардани сӯхтор истифода мебаранд:

• Перфторгексан + Об
• Аэрозоль + Об

Инро дидан мумкин аствоситахои синергетикии сухторхомушкунй тамоюли асосии истеҳсолкунандагони батареяи литий мебошанд. Перфторгексан + Обро ҳамчун мисол гирифта, Перфлуорогексан метавонад алангаи кушодаро зуд хомӯш кунад ва иртиботи тумани обро бо батарея осон кунад, дар ҳоле ки тумани оби тоза метавонад онро ба таври муассир хунук кунад. Амалиёти кооперативӣ нисбат ба истифодаи як агенти сӯхторхомӯшкунӣ таъсири беҳтари сӯхторхомушкунӣ ва хунуккунӣ дорад. Дар айни замон, Низомномаи нави батареяҳои ИА ба тамғакоғазҳои ояндаи батарея талаб мекунад, ки агентҳои мавҷудаи сӯхторхомӯшкуниро дар бар гиранд. Истеҳсолкунандагон инчунин бояд агенти мувофиқи сӯхторхомӯшкуниро дар асоси маҳсулоти худ, қоидаҳои маҳаллӣ ва самаранокӣ интихоб кунанд.