Numerical Analysis of Gas Diffusion Characteristics During Thermal runaway in Lithium-ion battery module
Notice bibliographique
Résumé
Lithium-ion batteries are widely used as secondary batteries due to their high energy density and low self-discharge.However, the lithium-ion batteries have the risk factor, such as explosions and toxic gas emissions caused by thermal runaway.Thermal runaway is a phenomenon where the temperature of the battery rapidly increases due to external factors, which leads to chemical reactions inside the battery, and the generation and ejection of various gases such as H2, CO, CO2, and VOCs to the outside.[1,2] Analyzing the vented gas flow from the battery is essential for designing fire safety devices, such as early detection systems for battery fires.The CO2 gas is known most advantageous for early detection of thermal runaway [3].However, most previous studies on gas flow analysis have been performed in single cells, while lithium-ion batteries are typically used as battery modules.[4,5] Therefore, this study was used to analyse the gas diffusion inside the module where thermal runaway of the battery occurred.This study performed numerical analysis using the commercial program Ansys fluent 19.1.The standard k-ε model is used for gas diffusion in the battery module and the species transport model to simulate the gas generated from the battery.The analysis was unsteady, with a time step of 0.01 s, and set for an analysis time of 100 s.The results show that at the beginning of gas ejection, the gas diffuses rapidly to adjacent cells where thermal runaway occurs.The gas velocity distribution before 7 seconds after thermal runaway describes the gradual diffusion of the gas into the module.However, the amount of gas initially ejected is small, and the CO2 mass fraction distribution before 10 seconds is low.After 8 seconds, there is a region where the gas diffusion rate suddenly increases.This is because of the flow that hits the module wall due to the vortex, and the flow moves into the center of the module due to the vortex.After 10 seconds, the released CO2 gas gradually accumulates at the end of the module and diffuses throughout the interior.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».