Aký je faktor, ktorý ovplyvňuje bezpečnostný dizajn lítiového batériového článku? Posilnite celkový bezpečnostný dizajn batériového článku
Batériový článok je článok, ktorý spája rôzne zložky batérie. Ide o integráciu kladnej elektródy, zápornej elektródy, membrány, pútka a baliacej fólie. Konštrukčný návrh článku batérie ovplyvňuje nielen výkon rôznych materiálov, ale ovplyvňuje aj celkovú batériu. Elektrochemický výkon a bezpečnosť majú dôležitý vplyv. Výber materiálov a dizajn bunkovej štruktúry sú presne vzťahom medzi časťou a celkom. Pri návrhu bunky by mal byť formulovaný primeraný konštrukčný model v kombinácii s vlastnosťami materiálu.
Okrem toho možno v štruktúre lítiových batérií zvážiť aj niektoré ďalšie ochranné zariadenia. Bežné ochranné mechanizmy sú navrhnuté takto:
1 Pomocou spínacieho prvku, keď teplota v batérii stúpne, hodnota jej odporu stúpa a keď je teplota príliš vysoká, automaticky zastaví napájanie;
2 Nastavte poistný ventil (teda odvzdušňovací otvor v hornej časti batérie), keď vnútorný tlak batérie stúpne na určitú hodnotu, bezpečnostný ventil sa automaticky otvorí, aby bola zaistená bezpečnosť batérie.
Nasleduje niekoľko príkladov bezpečnostného návrhu bunkovej štruktúry:
a) Pozitívny a negatívny pomer kapacity a konštrukčná veľkosť
Zvoľte vhodný pomer kapacity kladných a záporných elektród podľa charakteristík kladných a záporných materiálov. Pomer kladnej a zápornej kapacity článkov je dôležitým článkom súvisiacim s bezpečnosťou lítium-iónových batérií. Ak je kladná kapacita príliš veľká, na povrchu zápornej elektródy sa objaví kovové lítium. Ak je záporná elektróda príliš veľká, kapacita batérie sa výrazne zníži. Všeobecne povedané, N/P=1,05～1,15 a urobte vhodný výber podľa skutočnej kapacity batérie a bezpečnostných požiadaviek. Navrhnite veľké a malé kusy tak, aby poloha pasty zápornej elektródy (aktívny materiál) pokrývala (väčšie ako) polohu pasty kladnej elektródy. Vo všeobecnosti by mala byť šírka o 1-5 mm väčšia a dĺžka o 5-10 mm väčšia.
b) Existuje rezerva na šírku membrány
Všeobecným princípom konštrukcie šírky membrány je zabrániť vnútornému skratu v dôsledku priameho kontaktu kladných a záporných elektród. Vplyvom tepelného zmrštenia membrány pri procese nabíjania a vybíjania batérie a v prostredí tepelného šoku dochádza k deformácii membrány v smere dĺžky a šírky a k deformácii membrány v smere dĺžky a šírky. Zvrásnená oblasť zvyšuje polarizáciu v dôsledku zväčšenia vzdialenosti medzi kladnými a zápornými elektródami; natiahnutá oblasť membrány zvyšuje možnosť mikroskratu v dôsledku stenčenia membrány; zmršťovanie okrajovej oblasti membrány môže viesť k priamemu spojeniu kladných a záporných elektród. Dochádza ku kontaktu a vnútorným skratom, ktoré môžu spôsobiť, že batéria bude nebezpečná tepelným únikom. Preto pri navrhovaní batérie je potrebné pri použití plochy a šírky separátora zvážiť jeho zmršťovacie charakteristiky a separátor je väčší ako anóda a katóda. Vzhľadom na chybu procesu musí byť izolačná fólia aspoň o 0,1 mm dlhšia ako vonkajší okraj pólového nástavca.
c) Izolačná úprava
Vnútorný skrat je dôležitým faktorom pre potenciálne bezpečnostné riziká lítium-iónových batérií. Existuje mnoho potenciálne nebezpečných častí, ktoré spôsobujú vnútorný skrat v štruktúre batériového článku. Preto by sa na týchto kľúčových miestach mali nastaviť potrebné opatrenia alebo izolácia, aby sa predišlo abnormálnym podmienkam. V prípade skratu v batérii, napr.: udržujte potrebnú vzdialenosť medzi kladným a záporným ušným ucha; umiestnite izolačnú pásku do stredu bez pasty na jednu stranu konca a zakryte všetky odkryté časti; nalepte izolačnú pásku medzi pozitívnu hliníkovú fóliu a negatívny aktívny materiál; aplikácia Izolačná páska prekryje všetky zváracie časti štítkov; izolačná páska sa používa na vrchu bunky.
d) Nastavte poistný ventil (zariadenie na uvoľnenie tlaku)
Lítium-iónové batérie sú nebezpečné, často v dôsledku nadmernej vnútornej teploty alebo nadmerného tlaku, čo spôsobuje výbuchy a požiare; nastavenie primeraného zariadenia na odľahčenie tlaku môže v prípade nebezpečenstva rýchlo uvoľniť tlak a teplo vo vnútri batérie, čím sa zníži riziko výbuchu. Je potrebné primerané zariadenie na odľahčenie tlaku, ktoré nielenže pokryje vnútorný tlak batérie počas normálnej prevádzky, ale sa aj automaticky otvorí, aby sa uvoľnil tlak, keď vnútorný tlak dosiahne nebezpečnú hranicu. Charakteristiky deformácie podľa návrhu; Konštrukcia poistného ventilu môže byť dosiahnutá lamelami, okrajmi, švami a zárezmi.
3 Zlepšite úroveň remeselného spracovania
Úsilie odviesť dobrú prácu pri štandardizácii a štandardizácii procesu výroby batériových článkov. V krokoch miešania, poťahovania, pečenia, zhutňovania, rezania a navíjania formulujte štandardizáciu (ako je šírka membrány, objem vstrekovania elektrolytu atď.) a zlepšovajte procesné metódy (ako je nízkotlaková vstrekovacia metóda, odstredivá Shell metóda atď. .), robiť dobrú prácu pri kontrole procesov, zabezpečovať kvalitu procesov a znižovať rozdiely medzi produktmi; nastaviť špeciálne kroky v kľúčových krokoch, ktoré majú vplyv na bezpečnosť (ako je odhrotovanie, zametanie prášku a rôzne zváranie pre rôzne materiály). metódy atď.), zaviesť štandardizované monitorovanie kvality, odstrániť chybné diely a vylúčiť chybné výrobky (ako je deformácia pólového nástavca, prepichnutie membrány, uvoľnenie aktívneho materiálu a únik elektrolytu atď.); udržujte na výrobnom mieste poriadok a čistotu a implementujte riadenie 5S a kontrolu kvality 6 -Sigma, aby ste zabránili zmiešaniu nečistôt a vlhkosti vo výrobe a minimalizovali vplyv neočakávaných situácií vo výrobe na bezpečnosť.
