3. Biztonságtechnika
Bár a lítium-ion akkumulátorok számos rejtett veszélyt rejtenek magukban, meghatározott használati feltételek mellett és bizonyos intézkedések mellett hatékonyan tudják kontrollálni a mellékreakciók és heves reakciók előfordulását az akkumulátorcellákban, így biztosítva biztonságos használatukat.Az alábbiakban röviden bemutatjuk a lítium-ion akkumulátorokhoz általánosan használt biztonsági technológiát.
(1) Válasszon magasabb biztonsági tényezővel rendelkező nyersanyagokat
Pozitív és negatív poláris aktív anyagokat, membránanyagokat és elektrolitokat kell választani magasabb biztonsági tényezővel.
a) Pozitív anyag kiválasztása
A katódanyagok biztonsága elsősorban a következő három szemponton alapul:
1. Anyagok termodinamikai stabilitása;
2. Anyagok kémiai stabilitása;
3. Anyagok fizikai tulajdonságai.
b) Membrán anyagok kiválasztása
A membrán fő funkciója az akkumulátor pozitív és negatív elektródáinak szétválasztása, a pozitív és negatív elektródák érintkezéséből adódó rövidzárlat megelőzése, valamint az elektrolit ionok áthaladásának lehetővé tétele, azaz elektronikus szigeteléssel és ionnal rendelkezik. vezetőképesség.A lítium-ion akkumulátorok membránjának kiválasztásakor a következő pontokat kell figyelembe venni:
1. Elektronikus szigeteléssel rendelkezik, amely biztosítja a pozitív és negatív elektródák mechanikai szigetelését;
2. Van egy bizonyos nyílása és porozitása az alacsony ellenállás és a magas ionvezetőképesség biztosítása érdekében;
3. A membrán anyagának kellő kémiai stabilitással kell rendelkeznie, és ellenállónak kell lennie az elektrolit korróziójával szemben;
4. A membránnak automatikus kikapcsolás elleni védelem funkciójával kell rendelkeznie;
5. A membrán hőzsugorodása és deformációja a lehető legkisebb legyen;
6. A membránnak meghatározott vastagságúnak kell lennie;
7. A membránnak erős fizikai erővel és elegendő átszúrásállósággal kell rendelkeznie.
c) Elektrolit kiválasztása
Az elektrolit fontos része a lítium-ion akkumulátornak, amely az akkumulátor pozitív és negatív elektródái közötti áramátvitel és -vezetés szerepét tölti be.A lítium-ion akkumulátorokban használt elektrolit olyan elektrolitoldat, amelyet a megfelelő lítiumsók szerves aprotikus oldószerkeverékben való feloldásával állítanak elő.Általában meg kell felelnie a következő követelményeknek:
1. Jó kémiai stabilitás, nincs kémiai reakció az elektróda hatóanyagával, a kollektor folyadékkal és a membránnal;
2. Jó elektrokémiai stabilitás, széles elektrokémiai ablakkal;
3. Magas lítium-ion vezetőképesség és alacsony elektronikus vezetőképesség;
4. A folyadék hőmérsékletének széles tartománya;
5. Biztonságos, nem mérgező és környezetbarát.
(2) A cella általános biztonsági kialakításának megerősítése
Az akkumulátorcella az a láncszem, amely egyesíti az akkumulátor különböző anyagait, valamint a pozitív pólus, a negatív pólus, a membrán, a fül és a csomagolófólia integrációját.A cellaszerkezet kialakítása nemcsak a különféle anyagok teljesítményét befolyásolja, hanem az akkumulátor általános elektrokémiai teljesítményére és biztonsági teljesítményére is.Az anyagok kiválasztása és a magszerkezet kialakítása csak egyfajta kapcsolat a lokális és az egész között.A mag kialakításánál az ésszerű szerkezeti módot az anyagjellemzők szerint kell megfogalmazni.
Ezen túlmenően, a lítium akkumulátor szerkezetéhez további védőeszközök is számításba vehetők.A gyakori védelmi mechanizmusok a következők:
a) A kapcsolóelem átvételre kerül.Ha az akkumulátor belsejében a hőmérséklet emelkedik, az ellenállás értéke ennek megfelelően nő.Ha a hőmérséklet túl magas, az áramellátás automatikusan leáll;
b) Állítson be egy biztonsági szelepet (vagyis az akkumulátor tetején lévő szellőzőnyílást).Amikor az akkumulátor belső nyomása egy bizonyos értékre emelkedik, a biztonsági szelep automatikusan kinyílik, hogy biztosítsa az akkumulátor biztonságát.
Íme néhány példa az elektromos magszerkezet biztonsági kialakítására:
1. Pozitív és negatív póluskapacitás aránya és tervezett méretszelet
Válassza ki a pozitív és negatív elektródák megfelelő kapacitásarányát a pozitív és negatív elektródák anyagának jellemzői alapján.A cella pozitív és negatív elektródák kapacitásának aránya fontos láncszem a lítium-ion akkumulátorok biztonsága szempontjából.Ha a pozitív elektróda kapacitása túl nagy, a fém-lítium lerakódik a negatív elektróda felületére, míg ha a negatív elektróda kapacitása túl nagy, az akkumulátor kapacitása nagymértékben csökken.Általában N/P=1,05-1,15, és a megfelelő választást a tényleges akkumulátorkapacitás és a biztonsági követelmények alapján kell elvégezni.A nagy és kis darabokat úgy kell megtervezni, hogy a negatív paszta (hatóanyag) helyzete körülzárja (meghaladja) a pozitív paszta helyzetét.Általában a szélesség 1–5 mm-rel, a hosszúság pedig 5–10 mm-rel nagyobb.
2. Ráhagyás a membránszélességre
A membránszélesség kialakításának általános elve a pozitív és negatív elektródák közötti közvetlen érintkezés által okozott belső rövidzárlat megelőzése.Mivel a membrán hőzsugorodása a membrán hossz- és szélességi irányban deformálódását okozza az akkumulátor töltése és kisütése során, valamint hősokk és egyéb környezeti hatások esetén, a membrán összehajtott területének polarizációja megnő a pozitív értékek közötti távolság növekedése miatt. és negatív elektródák;A membrán nyúlási területén a mikrozárlat lehetősége megnő a membrán elvékonyodása miatt;A membrán szélén kialakuló zsugorodás közvetlen érintkezéshez vezethet a pozitív és negatív elektródák között, és belső rövidzárlathoz vezethet, ami veszélyt okozhat az akkumulátor termikus kifutása miatt.Ezért az akkumulátor tervezésénél figyelembe kell venni a zsugorodási jellemzőit a membrán területének és szélességének felhasználásánál.A szigetelő filmnek nagyobbnak kell lennie, mint az anód és a katód.A folyamathibán kívül a szigetelő fóliának legalább 0,1 mm-rel hosszabbnak kell lennie, mint az elektródadarab külső oldala.
3. Szigetelés kezelés
A belső rövidzárlat fontos tényező a lítium-ion akkumulátor potenciális biztonsági kockázatában.A cella szerkezeti kialakításában számos potenciálisan veszélyes alkatrész van, amelyek belső rövidzárlatot okoznak.Ezért szükséges intézkedéseket vagy szigetelést kell beállítani ezeken a kulcspozíciókon, hogy megakadályozzák a belső rövidzárlatot az akkumulátorban rendellenes körülmények között, mint például a szükséges távolság fenntartása a pozitív és negatív elektróda fülei között;Szigetelőszalagot kell ragasztani a nem paszta pozícióba az egyetlen vége közepére, és minden szabadon lévő részt le kell takarni;A pozitív alumíniumfólia és a negatív hatóanyag közé szigetelőszalagot kell ragasztani;A fül hegesztő részét teljesen le kell fedni szigetelőszalaggal;Az elektromos mag tetején szigetelőszalagot használnak.
4. Biztonsági szelep (nyomáscsökkentő berendezés) beállítása
A lítium-ion akkumulátorok veszélyesek, általában azért, mert a belső hőmérséklet túl magas, vagy a nyomás túl magas ahhoz, hogy robbanást és tüzet okozzon;Az ésszerű nyomáscsökkentő eszköz veszély esetén gyorsan felszabadítja az akkumulátor belsejében lévő nyomást és hőt, és csökkenti a robbanásveszélyt.Az ésszerű nyomáscsökkentő készüléknek nemcsak normál működés közben kell megfelelnie az akkumulátor belső nyomásának, hanem automatikusan ki kell nyitnia a nyomást, amikor a belső nyomás eléri a veszélyhatárt.A nyomáscsökkentő berendezés beállítási helyzetét az akkumulátor héjának a belső nyomás növekedése miatti alakváltozási jellemzőinek figyelembevételével kell megtervezni;A biztonsági szelep kialakítása pelyhekkel, élekkel, varratokkal és bevágásokkal valósítható meg.
(3) A folyamat szintjének javítása
Törekedni kell a cella gyártási folyamatának szabványosítására és szabványosítására.A keverés, bevonat, sütés, tömörítés, hasítás és tekercselés lépéseiben szabványosítás (például membrán szélesség, elektrolit befecskendezési térfogat stb.) kialakítása, folyamateszközök javítása (például alacsony nyomású befecskendezési módszer, centrifugális csomagolási módszer stb.) , jó munkát végez a folyamatirányításban, biztosítja a folyamat minőségét, és csökkenti a termékek közötti különbségeket;Állítson be speciális munkalépéseket a biztonságot befolyásoló kulcslépésekben (például az elektródadarab sorjázása, porseprés, különböző hegesztési módszerek különböző anyagokhoz stb.), hajtson végre szabványos minőségellenőrzést, távolítsa el a hibás alkatrészeket, és szüntesse meg a hibás termékeket (pl. elektródadarab, membránszúrás, aktív anyag leesése, elektrolit szivárgás stb.);Tartsa tisztán és rendben a gyártóhelyet, alkalmazza az 5S menedzsmentet és a 6 szigma minőségellenőrzést, megakadályozza a szennyeződések és a nedvesség elkeveredését a gyártás során, és minimalizálja a gyártás során bekövetkező balesetek hatását a biztonságra.
Feladás időpontja: 2022. november 16