3. Sekuriteitstegnologie
Alhoewel litiumioonbatterye baie verborge gevare inhou, kan dit onder spesifieke gebruiksomstandighede en met sekere maatreëls die voorkoms van newe-reaksies en gewelddadige reaksies in die batteryselle effektief beheer om hul veilige gebruik te verseker.Die volgende is 'n kort inleiding tot verskeie algemeen gebruikte veiligheidstegnologieë vir litiumioonbatterye.
（1） Kies grondstowwe met 'n hoër veiligheidsfaktor
Positiewe en negatiewe polêre aktiewe materiale, diafragmamateriaal en elektroliete met 'n hoër veiligheidsfaktor moet gekies word.
a) Seleksie van positiewe materiaal
Die veiligheid van katodemateriaal is hoofsaaklik gebaseer op die volgende drie aspekte:
1. Termodinamiese stabiliteit van materiale;
2. Chemiese stabiliteit van materiale;
3. Fisiese eienskappe van materiale.
b) Seleksie van diafragmamateriaal
Die hooffunksie van die diafragma is om die positiewe en negatiewe elektrodes van die battery te skei, om kortsluiting veroorsaak deur kontak tussen die positiewe en negatiewe elektrodes te voorkom, en om elektrolie-ione in staat te stel om deur te gaan, dit wil sê, dit het elektroniese isolasie en ioon geleidingsvermoë.Die volgende punte moet in ag geneem word wanneer die diafragma vir litiumioonbatterye gekies word:
1. Dit het elektroniese isolasie om die meganiese isolasie van positiewe en negatiewe elektrodes te verseker;
2. Dit het 'n sekere opening en porositeit om lae weerstand en hoë ioniese geleidingsvermoë te verseker;
3. Die diafragmamateriaal moet voldoende chemiese stabiliteit hê en moet bestand wees teen elektrolietkorrosie;
4. Die diafragma moet die funksie van outomatiese afskakelbeskerming hê;
5. Die termiese krimping en vervorming van diafragma moet so klein as moontlik wees;
6. Die diafragma moet 'n sekere dikte hê;
7. Die diafragma moet sterk fisiese krag en genoeg steekweerstand hê.
c) Seleksie van elektroliet
Elektroliet is 'n belangrike deel van litiumioonbatterye, wat die rol speel om stroom tussen die positiewe en negatiewe elektrodes van die battery oor te dra en te gelei.Die elektroliet wat in litiumioonbatterye gebruik word, is 'n elektrolietoplossing wat gevorm word deur toepaslike litiumsoute in organiese aprotiese gemengde oplosmiddels op te los.Dit sal oor die algemeen aan die volgende vereistes voldoen:
1. Goeie chemiese stabiliteit, geen chemiese reaksie met elektrode aktiewe stof, versamelaar vloeistof en diafragma;
2. Goeie elektrochemiese stabiliteit, met 'n wye elektrochemiese venster;
3. Hoë litiumioongeleiding en lae elektroniese geleidingsvermoë;
4. Wye reeks vloeistoftemperatuur;
5. Dit is veilig, nie-giftig en omgewingsvriendelik.
(2) Versterk die algehele veiligheidsontwerp van die sel
Die batterysel is die skakel wat verskeie materiale van die battery kombineer, en die integrasie van positiewe pool, negatiewe pool, diafragma, lug en verpakkingsfilm.Die ontwerp van die selstruktuur beïnvloed nie net die werkverrigting van verskeie materiale nie, maar het ook 'n belangrike impak op die algehele elektrochemiese werkverrigting en veiligheidsprestasie van die battery.Die keuse van materiale en die ontwerp van die kernstruktuur is net 'n soort verhouding tussen die plaaslike en die geheel.In die ontwerp van die kern moet die redelike struktuurmodus volgens die materiaalkenmerke geformuleer word.
Daarbenewens kan 'n paar bykomende beskermende toestelle vir die litiumbatterystruktuur oorweeg word.Algemene beskermingsmeganismes is soos volg:
a) Die skakelaarelement word aangeneem.Wanneer die temperatuur binne die battery styg, sal die weerstandswaarde dienooreenkomstig styg.Wanneer die temperatuur te hoog is, sal die kragtoevoer outomaties gestop word;
b) Stel 'n veiligheidsklep in (dit wil sê die lugopening aan die bokant van die battery).Wanneer die interne druk van die battery tot 'n sekere waarde styg, sal die veiligheidsklep outomaties oopmaak om die veiligheid van die battery te verseker.
Hier is 'n paar voorbeelde van die veiligheidsontwerp van die elektriese kernstruktuur:
1. Positiewe en negatiewe paal kapasiteit verhouding en ontwerp grootte sny
Kies toepaslike kapasiteitsverhouding van positiewe en negatiewe elektrodes volgens die eienskappe van positiewe en negatiewe elektrodemateriale.Die verhouding van positiewe en negatiewe elektrodekapasiteit van die sel is 'n belangrike skakel wat verband hou met die veiligheid van litiumioonbatterye.As die positiewe elektrodekapasiteit te groot is, sal metaallitium op die oppervlak van die negatiewe elektrode neerslaan, terwyl as die negatiewe elektrodekapasiteit te groot is, die kapasiteit van die battery grootliks verlore gaan.Oor die algemeen, N/P=1.05-1.15, en toepaslike keuse sal gemaak word volgens die werklike batterykapasiteit en veiligheidsvereistes.Groot en klein stukke moet so ontwerp word dat die posisie van die negatiewe pasta (aktiewe stof) die posisie van die positiewe pasta omsluit (oorskry).Oor die algemeen sal die breedte 1~5 mm groter wees en die lengte moet 5~10 mm groter wees.
2. Toelaag vir diafragmawydte
Die algemene beginsel van diafragma-breedte-ontwerp is om interne kortsluiting te voorkom wat veroorsaak word deur direkte kontak tussen positiewe en negatiewe elektrodes.Aangesien die termiese krimping van die diafragma vervorming van die diafragma in die lengte- en breedterigting veroorsaak tydens batterylaai en ontlading en onder termiese skok en ander omgewings, neem die polarisasie van die gevoude area van die diafragma toe as gevolg van die toename van die afstand tussen positiewe en negatiewe elektrodes;Die moontlikheid van mikrokortsluiting in die strekarea van die diafragma word verhoog as gevolg van die dunner van die diafragma;Krimping aan die rand van die diafragma kan lei tot direkte kontak tussen die positiewe en negatiewe elektrodes en interne kortsluiting, wat gevaar kan veroorsaak as gevolg van die termiese weghol van die battery.Daarom, wanneer die battery ontwerp word, moet die krimpkenmerke daarvan in ag geneem word by die gebruik van die area en breedte van die diafragma.Die isolasiefilm moet groter as die anode en katode wees.Benewens die prosesfout, moet die isolasiefilm minstens 0,1 mm langer as die buitekant van die elektrodestuk wees.
3.Isolasie behandeling
Interne kortsluiting is 'n belangrike faktor in die potensiële veiligheidsgevaar van litium-ioonbatterye.Daar is baie potensiële gevaarlike dele wat interne kortsluiting in die strukturele ontwerp van die sel veroorsaak.Daarom moet nodige maatreëls of isolasie by hierdie sleutelposisies ingestel word om interne kortsluiting in die battery onder abnormale toestande te voorkom, soos die handhawing van nodige spasiëring tussen die positiewe en negatiewe elektrode-ore;Isolasieband moet in die middel van die enkelpunt op die nie-plakposisie geplak word, en alle blootgestelde dele moet bedek wees;Isolasieband moet tussen positiewe aluminiumfoelie en negatiewe aktiewe stof geplak word;Die sweisdeel van die nok moet heeltemal bedek wees met isolasieband;Isolerende band word op die bokant van die elektriese kern gebruik.
4. Instel van veiligheidsklep (drukverligtingstoestel)
Litiumioonbatterye is gevaarlik, gewoonlik omdat die interne temperatuur te hoog is of die druk te hoog is om ontploffing en brand te veroorsaak;Die redelike drukverligtingstoestel kan die druk en hitte binne die battery vinnig vrystel in geval van gevaar, en die ontploffingsrisiko verminder.Die redelike drukverligtingstoestel sal nie net voldoen aan die interne druk van die battery tydens normale werking nie, maar ook outomaties oopmaak om die druk vry te laat wanneer die interne druk die gevaargrens bereik.Die instelposisie van die drukverligtingstoestel moet ontwerp word met inagneming van die vervormingseienskappe van die batterydop as gevolg van die toename in interne druk;Die ontwerp van die veiligheidsklep kan gerealiseer word deur vlokkies, rande, nate en inkepings.
(3) Verbeter prosesvlak
Pogings moet aangewend word om die produksieproses van die sel te standaardiseer en te standaardiseer.In die stappe van meng, bedek, bak, verdigting, sny en wikkel, formuleer standaardisering (soos diafragmawydte, elektroliet-inspuitvolume, ens.), Verbeter prosesmiddele (soos laedruk-inspuitmetode, sentrifugale verpakkingsmetode, ens.) , doen 'n goeie werk in prosesbeheer, verseker proseskwaliteit en verklein die verskille tussen produkte;Stel spesiale werkstappe in sleutelstappe wat veiligheid beïnvloed (soos ontbraming van elektrodestuk, poeiervee, verskillende sweismetodes vir verskillende materiale, ens.), implementeer gestandaardiseerde kwaliteitmonitering, skakel defekte onderdele uit en skakel defektiewe produkte uit (soos vervorming van elektrodestuk, diafragma-punksie, aktiewe materiaal wat afval, elektrolietlekkasie, ens.);Hou die produksieterrein skoon en netjies, implementeer 5S-bestuur en 6-sigma-gehaltebeheer, voorkom dat onsuiwerhede en vog in produksie meng, en verminder die impak van ongelukke in produksie op veiligheid.
Postyd: 16 Nov 2022