3. Drošības tehnoloģija
Lai gan litija jonu akumulatoriem ir daudz slēptu apdraudējumu, īpašos lietošanas apstākļos un ar noteiktiem pasākumiem tās var efektīvi kontrolēt blakusreakciju un vardarbīgu reakciju rašanos akumulatora elementos, lai nodrošinātu to drošu lietošanu.Tālāk ir sniegts īss ievads vairākām litija jonu akumulatoru biežāk lietotajām drošības tehnoloģijām.
(1) Izvēlieties izejvielas ar augstāku drošības koeficientu
Jāizvēlas pozitīvi un negatīvi polāri aktīvie materiāli, diafragmas materiāli un elektrolīti ar augstāku drošības koeficientu.
a) Pozitīva materiāla izvēle
Katoda materiālu drošība galvenokārt balstās uz šādiem trim aspektiem:
1. Materiālu termodinamiskā stabilitāte;
2. Materiālu ķīmiskā stabilitāte;
3. Materiālu fizikālās īpašības.
b) Diafragmas materiālu izvēle
Diafragmas galvenā funkcija ir atdalīt akumulatora pozitīvos un negatīvos elektrodus, novērst īssavienojumu, ko izraisa kontakts starp pozitīvo un negatīvo elektrodu, un nodrošināt elektrolītu jonu caurlaidību, tas ir, tai ir elektroniska izolācija un jonu. vadītspēja.Izvēloties litija jonu akumulatoru diafragmu, jāņem vērā šādi punkti:
1. Tam ir elektroniska izolācija, lai nodrošinātu pozitīvo un negatīvo elektrodu mehānisko izolāciju;
2. Tam ir noteikta apertūra un porainība, lai nodrošinātu zemu pretestību un augstu jonu vadītspēju;
3. Diafragmas materiālam ir jābūt ar pietiekamu ķīmisko stabilitāti un jābūt izturīgam pret elektrolīta koroziju;
4. Diafragmai ir automātiskas izslēgšanas aizsardzības funkcija;
5. Diafragmas termiskā saraušanās un deformācija ir pēc iespējas mazāka;
6. Diafragmai jābūt noteiktam biezumam;
7. Diafragmai ir jābūt spēcīgai fiziskai izturībai un pietiekami izturīgai pret caurduršanu.
c) Elektrolīta izvēle
Elektrolīts ir svarīga litija jonu akumulatora sastāvdaļa, kas veic strāvas pārvadīšanu un vadīšanu starp akumulatora pozitīvajiem un negatīvajiem elektrodiem.Litija jonu baterijās izmantotais elektrolīts ir elektrolīta šķīdums, ko veido, izšķīdinot atbilstošus litija sāļus organiskos aprotiskos jauktos šķīdinātājos.Parasti tam jāatbilst šādām prasībām:
1. Laba ķīmiskā stabilitāte, nav ķīmiskas reakcijas ar elektrodu aktīvo vielu, kolektora šķidrumu un diafragmu;
2. Laba elektroķīmiskā stabilitāte, ar plašu elektroķīmisko logu;
3. augsta litija jonu vadītspēja un zema elektroniskā vadītspēja;
4. Plašs šķidruma temperatūras diapazons;
5. Tas ir drošs, netoksisks un videi draudzīgs.
(2) Nostipriniet šūnas vispārējo drošības dizainu
Akumulatora šūna ir saite, kas apvieno dažādus akumulatora materiālus un pozitīvā pola, negatīvā pola, diafragmas, uzgaļa un iepakojuma plēves integrāciju.Šūnas struktūras dizains ne tikai ietekmē dažādu materiālu veiktspēju, bet arī būtiski ietekmē akumulatora vispārējo elektroķīmisko veiktspēju un drošības rādītājus.Materiālu izvēle un pamatstruktūras dizains ir tikai sava veida attiecības starp vietējo un kopumu.Kodola projektēšanā saprātīgs struktūras režīms jāformulē atbilstoši materiāla īpašībām.
Turklāt litija akumulatora struktūrai var apsvērt dažas papildu aizsargierīces.Parastie aizsardzības mehānismi ir šādi:
a) Slēdža elements ir pieņemts.Kad temperatūra akumulatora iekšpusē paaugstinās, tā pretestības vērtība attiecīgi palielināsies.Kad temperatūra ir pārāk augsta, strāvas padeve tiks automātiski pārtraukta;
b) Iestatiet drošības vārstu (tas ir, gaisa ventilācijas atveri akumulatora augšpusē).Kad akumulatora iekšējais spiediens paaugstinās līdz noteiktai vērtībai, drošības vārsts automātiski atvērsies, lai nodrošinātu akumulatora drošību.
Šeit ir daži elektriskās serdes konstrukcijas drošības dizaina piemēri:
1. Pozitīvā un negatīvā polu kapacitātes attiecība un dizaina izmēra šķēle
Izvēlieties atbilstošu pozitīvo un negatīvo elektrodu kapacitātes attiecību atbilstoši pozitīvo un negatīvo elektrodu materiālu īpašībām.Šūnas pozitīvās un negatīvās elektrodu kapacitātes attiecība ir svarīga saikne, kas saistīta ar litija jonu akumulatoru drošību.Ja pozitīvā elektroda ietilpība ir pārāk liela, metāla litijs nogulsnējas uz negatīvā elektroda virsmas, savukārt, ja negatīvā elektroda kapacitāte ir pārāk liela, akumulatora ietilpība tiks ievērojami zaudēta.Parasti N/P = 1,05–1,15, un atbilstoša izvēle ir jāveic atbilstoši faktiskajai akumulatora jaudai un drošības prasībām.Lielus un mazus gabalus projektē tā, lai negatīvās pastas (aktīvās vielas) pozīcija aptvertu (pārsniegtu) pozitīvās pastas pozīciju.Parasti platumam ir jābūt par 1–5 mm lielākam un garumam par 5–10 mm lielākam.
2. Pielaide diafragmas platumam
Diafragmas platuma konstrukcijas vispārējais princips ir novērst iekšējo īssavienojumu, ko izraisa tiešs kontakts starp pozitīvo un negatīvo elektrodu.Tā kā diafragmas termiskā saraušanās izraisa diafragmas deformāciju garuma un platuma virzienā akumulatora uzlādes un izlādes laikā, kā arī termiskā šoka un citās vidēs, palielinās diafragmas salocītā laukuma polarizācija, jo palielinās attālums starp pozitīvajiem. un negatīvie elektrodi;Mikro īssavienojuma iespēja diafragmas stiepšanās zonā palielinās diafragmas retināšanas dēļ;Diafragmas malu saraušanās var izraisīt tiešu kontaktu starp pozitīvo un negatīvo elektrodu un iekšēju īssavienojumu, kas var radīt briesmas akumulatora termiskās izlaišanas dēļ.Tāpēc, projektējot akumulatoru, ir jāņem vērā tā saraušanās raksturlielumi, izmantojot diafragmas laukumu un platumu.Izolācijas plēvei jābūt lielākai par anodu un katodu.Papildus procesa kļūdai izolācijas plēvei jābūt vismaz par 0,1 mm garākai nekā elektroda daļas ārējai pusei.
3.Izolācijas apstrāde
Iekšējais īssavienojums ir svarīgs litija jonu akumulatora potenciālā drošības apdraudējuma faktors.Šūnas konstrukcijas projektā ir daudz potenciāli bīstamu daļu, kas izraisa iekšēju īssavienojumu.Tādēļ šajās atslēgas pozīcijās ir jāiestata nepieciešamie pasākumi vai izolācija, lai novērstu iekšējo īssavienojumu akumulatorā neparastos apstākļos, piemēram, saglabājot nepieciešamo atstarpi starp pozitīvā un negatīvā elektroda ausīm;Izolācijas lente ir jāpielīmē vietā, kas nav ielīmēta viena gala vidū, un visas atklātās daļas ir jāpārklāj;Starp pozitīvo alumīnija foliju un negatīvo aktīvo vielu ielīmē izolācijas lenti;Izciļņa metināšanas daļa pilnībā jāpārklāj ar izolācijas lenti;Elektriskā serdeņa augšpusē tiek izmantota izolācijas lente.
4. Drošības vārsta iestatīšana (spiediena samazināšanas ierīce)
Litija jonu akumulatori ir bīstami, parasti tāpēc, ka iekšējā temperatūra ir pārāk augsta vai spiediens ir pārāk augsts, lai izraisītu sprādzienu un aizdegšanos;Saprātīga spiediena samazināšanas ierīce briesmu gadījumā var ātri atbrīvot spiedienu un siltumu akumulatora iekšpusē un samazināt sprādziena risku.Saprātīga spiediena samazināšanas ierīce ne tikai atbilst akumulatora iekšējam spiedienam normālas darbības laikā, bet arī automātiski atveras, lai atbrīvotu spiedienu, kad iekšējais spiediens sasniedz bīstamības robežu.Spiediena samazināšanas ierīces iestatīšanas stāvokli projektē, ņemot vērā akumulatora korpusa deformācijas raksturlielumus iekšējā spiediena palielināšanās dēļ;Drošības vārsta konstrukciju var realizēt ar pārslām, malām, šuvēm un spraugām.
(3) Uzlabot procesa līmeni
Jāpieliek pūles, lai standartizētu un standartizētu šūnas ražošanas procesu.Sajaukšanas, pārklāšanas, cepšanas, blīvēšanas, sagriešanas un uztīšanas posmos formulējiet standartizāciju (piemēram, diafragmas platumu, elektrolīta iesmidzināšanas tilpumu utt.), Uzlabojiet procesa līdzekļus (piemēram, zemspiediena iesmidzināšanas metodi, centrbēdzes iepakošanas metodi utt.) , veikt labu darbu procesa kontrolē, nodrošināt procesa kvalitāti un samazināt atšķirības starp produktiem;Iestatiet īpašus darba soļus galvenajos posmos, kas ietekmē drošību (piemēram, elektrodu daļas atslāņošanās, pulvera slaucīšana, dažādas metināšanas metodes dažādiem materiāliem utt.), Ieviesiet standartizētu kvalitātes uzraudzību, novērsiet bojātās detaļas un novērsiet bojātos izstrādājumus (piemēram, elektroda deformācijas). elektroda gabals, diafragmas punkcija, aktīvā materiāla nokrišana, elektrolīta noplūde utt.);Uzturiet ražošanas vietu tīru un sakoptu, ieviesiet 5S vadību un 6 sigma kvalitātes kontroli, nepieļaujiet piemaisījumu un mitruma sajaukšanos ražošanā un samaziniet ražošanas negadījumu ietekmi uz drošību.
Izlikšanas laiks: 16. novembris 2022