Научный журнал
ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ.
СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ РЕГИОН.

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Главная » Архив » 2018 » Выпуск 2, июнь 2018 » ЭМПИРИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО РАЗГОНА В НИКЕЛЬ-КАДМИЕВЫХ АККУМУЛЯТОРАХ

ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ РЕГИОН. 2018; 2: 121-126

 

http://dx.doi.org/10.17213/0321-2653-2018-2-121-126

 

ЭМПИРИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО РАЗГОНА В НИКЕЛЬ-КАДМИЕВЫХ АККУМУЛЯТОРАХ

Н.Н. Язвинская, Д.Н. Галушкин, Н.Е. Галушкин

Язвинская Наталья Николаевна – канд. техн. наук, доцент, кафедра «Информационные технологии в сервисе», Институт сферы обслуживания и предпринимательства (филиал) Донского государственного технического университета, г. Шахты, Россия. Е-mail: lionnat@mail.ru

Галушкин Дмитрий Николаевич – д-р техн. наук, зав. лабораторией «Электрохимическая и водородная энергетика», Институт сферы обслуживания и предпринимательства (филиал) Донского государственного технического университета, г. Шахты, Россия. Е-mail: dmitrigall@yandex.ru

Галушкин Николай Ефимович – д-р техн. наук, профессор, науч. руководитель лаборатории «Электрохимическая и водородная энергетика», Институт сферы обслуживания и предпринимательства (филиал) Донского государственного технического университета, г. Шахты, Россия. Тел. (86362) 2-20-37. Е-mail: galushkinne@mail.ru

 

 

Аннотация

Выполнено исследование процесса  теплового разгона в никель-кадмиевых аккумуляторах и построена эмпирическая модель этого явления на базе экспериментально установленного нами в предыдущих работах реального механизма теплового разгона. В данном механизме показано, что тепловой разгон связан не с ускорением электрохимической реакции заряда аккумулятора вследствие его саморазогрева (как считалось ранее), а с возникновением новой мощной экзотермической реакции рекомбинации атомарного водорода, накопленного в электродах в процессе эксплуатации аккумуляторов. Показано, что полученная модель соответствует экспериментальным данным по изменению тока и напряжения на клеммах аккумуляторов в процессе теплового разгона, с относительной ошибкой не более 4,3 %.

 

Ключевые слова: модель; тепловой разгон; никель-кадмиевый; аккумулятор; экзотермическая реакция.

 

Полный текст: [in elibrary.ru]

 

Ссылки на литературу

  1. Guo Y. SAFETY Thermal Runaway. Encyclopedia of electrochemical power sources. Amsterdam, 2009. Vol. 4. P. 241.
  2. Lopez C.F., Jeevarajan J.A., Mukherjee P.P. Experimental analysis of thermal runaway and propagation in lithium-ion battery modules // Journal of the electrochemical society. 2015. Vol. 162. P. A1360 – A1363.
  3. Larsson F., Mellander B. E. Abuse by external heating, overcharge and short circuiting of commercial lithium-ion battery cells // Journal of the electrochemical society. 2014. Vol. 161. P. A1611 – A1617.
  4. Kar P., Harinipriya S. Modeling of lithium ion batteries employing grand canonical monte carlo and multiscale simulation // Journal of the electrochemical society. 2014. Vol. 161. P. A726 – A735.
  5. Ren F., Cox T., Wang H. Thermal runaway risk evaluation of li-ion cells using a pinch-torsion test // Journal of power sources. 2014. Vol. 249. P. 156 – 162.
  6. Galushkin N.E., Yazvinskaya N.N., Galushkin D.N., Galushkina, I.A. Causes analysis of thermal runaway in nickel-cadmium accumulators // J. Electrochem. Soc., 2014, Vol. 161, Issue 9, P. A1360 – A1363.
  7. Galushkin N.E., Yazvinskaya N.N., Galushkin D.N. The mechanism of thermal runaway in alkaline batteries // J. Electrochem. Soc., 2015, Vol. 162, Is. 4, P. A749-A753.
  8. Galushkin D.N., Yazvinskaya N.N., Galushkin N.E. Investigation of the process of thermal runaway in nickel-cadmium accumulators // Journal of Power Sources, 2008. Vol. 177, Is. 2, P. 610 – 616.
  9. Galushkin N.E., Yazvinskaya N.N., Galushkin D.N., Galushkina I.A. Thermal runaway in sealed alkaline batteries // Int. J. Electrochem. Sci., 2014, Vol. 9, Is. 6, P. 3022-3028.
  10. Galushkin N.E., Yazvinskaya N.N., Galushkin D.N., Galushkina I.A. Probability investigation of thermal runaway in nickel-cadmium batteries with sintered, pasted and pressed electrodes // Int. J. Electrochem. Sci., 2015, Vol. 10, Is. 8, P. 6645 – 6650.
  11. Galushkin N.E., Yazvinskaya N.N., Galushkin D.N. Study of thermal runaway electrochemical reactions in alkaline batteries // J. Electrochem. Soc., 2015, Vol. 162, Is. 10, P. A2044 – A2050.
  12. Blanksby S.J., Ellison G.B. // Acc. Chem. Res. 2003. Vol. 36. P. 255.
  13. Galushkin N.E., Yazvinskaya N.N., Galushkin D.N. Ni-Cd batteries as hydrogen storage units of high-capacity // ECS Electrochem. Lett., 2013, Vol. 2, Is. 1, P. A1 – A2.
  14. Galushkin N.E., Yazvinskaya N.N., Galushkin D.N., Galushkina I.A. Oxide-nickel electrodes as hydrogen storage units of high-capacity // Int. J. of hydrogen energy, 2014, Vol. 39, Is. 33, P. 18962 – 18965.
  15. Broom D. P. Hydrogen storage materials. p. 7, Springer, London. 2011.
  16. Galushkin N.E., Yazvinskaya N.N., Galushkin D.N. Models for evaluation of capacitance of batteries // Int. J. Electrochem. Sci., 2014, Vol. 9, Is. 4, P. 1911 – 1919.
  17. Galushkin N.E., Yazvinskaya N.N., Galushkin D.N., Galushkina I.A. Generalized analytical models of batteries` capacitance dependence on discharge currents // Int. J. Electrochem. Sci., 2014, Vol. 9, Is. 8, P. 4429 – 4439.
  18. Galushkin N.E., Yazvinskaya N.N., Galushkin D.N. Generalized model for self-discharge processes in alkaline batteries // J. Electrochem. Soc., 2012. Vol. 159, Is. 8, P. A1315 – A1317.
  19. Галушкин Н.Е., Язвинская Н.Н., Галушкин Д.Н. Тепловой разгон в никель-кадмиевых аккумуляторах // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2013. № 2. С. 75 – 78.
  20. Галушкин Н.Е., Язвинская Н.Н., Галушкин Д.Н. Исследование накопления водорода в никель-железных аккумуляторах // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2014. № 6. С. 96 – 99.
  21. Галушкин Н.Е., Язвинская Н.Н., Галушкин Д.Н., Галушкина И.А. Возможность теплового разгона в никель-кадмиевых аккумуляторах фирмы Saft // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2014. № 3. С. 87 – 90.
Яндекс.Метрика

© НовоЦНИТ ЮРГПУ(НПИ), 2024