3. Безбедносна технологија
Иако литиум-јонските батерии имаат многу скриени опасности, под специфични услови на употреба и со одредени мерки, тие можат ефикасно да го контролираат појавувањето на несакани реакции и насилни реакции во ќелиите на батериите за да се обезбеди нивна безбедна употреба.Следното е краток вовед во неколку најчесто користени безбедносни технологии за литиум-јонски батерии.
(1) Изберете суровини со повисок безбедносен фактор
Се избираат позитивни и негативни поларни активни материјали, материјали од дијафрагмата и електролити со повисок безбедносен фактор.
а) Избор на позитивен материјал
Безбедноста на катодните материјали главно се заснова на следните три аспекти:
1. Термодинамичка стабилност на материјалите;
2. Хемиска стабилност на материјалите;
3. Физички својства на материјалите.
б) Избор на материјали за дијафрагмата
Главната функција на дијафрагмата е да ги одвои позитивните и негативните електроди на батеријата, да спречи краток спој предизвикан од контакт помеѓу позитивните и негативните електроди и да овозможи јони на електролит да минуваат низ него, односно има електронска изолација и јонска спроводливост.При изборот на дијафрагмата за литиум-јонски батерии треба да се забележат следниве точки:
1. Има електронска изолација за да обезбеди механичка изолација на позитивни и негативни електроди;
2. Има одредена бленда и порозност за да се обезбеди низок отпор и висока јонска спроводливост;
3. Материјалот на дијафрагмата треба да има доволно хемиска стабилност и мора да биде отпорен на корозија на електролит;
4. Дијафрагмата треба да има функција на заштита од автоматско исклучување;
5. Термичкото собирање и деформација на дијафрагмата треба да биде што е можно помало;
6. Дијафрагмата треба да има одредена дебелина;
7. Дијафрагмата треба да има силна физичка сила и доволна отпорност на пункција.
в) Избор на електролит
Електролитот е важен дел од литиум јонската батерија, која ја игра улогата на пренесување и спроведување на струјата помеѓу позитивните и негативните електроди на батеријата.Електролитот што се користи во литиум-јонските батерии е електролитен раствор формиран со растворање соодветни соли на литиум во органски апротични мешани растворувачи.Генерално треба да ги исполнува следниве барања:
1. Добра хемиска стабилност, без хемиска реакција со активната супстанција на електродата, колекторската течност и дијафрагмата;
2. Добра електрохемиска стабилност, со широк електрохемиски прозорец;
3. Висока спроводливост на литиум јони и ниска електронска спроводливост;
4. Широк опсег на температура на течноста;
5. Безбеден е, нетоксичен и еколошки.
(2) Зајакнете го целокупниот безбедносен дизајн на ќелијата
Ќелијата на батеријата е врската што ги комбинира различните материјали на батеријата и интеграцијата на позитивниот пол, негативниот пол, дијафрагмата, навртката и филмот за пакување.Дизајнот на структурата на ќелијата не само што влијае на перформансите на различни материјали, туку има и важно влијание врз севкупните електрохемиски перформанси и безбедносните перформанси на батеријата.Изборот на материјали и дизајнот на структурата на јадрото се само еден вид на врска помеѓу локалното и целината.Во дизајнот на јадрото, разумниот режим на структура треба да се формулира според карактеристиките на материјалот.
Дополнително, може да се земат предвид некои дополнителни заштитни уреди за структурата на литиумската батерија.Вообичаените заштитни механизми се како што следува:
а) Елементот прекинувач е усвоен.Кога температурата во внатрешноста на батеријата се зголемува, вредноста на нејзиниот отпор соодветно ќе се зголеми.Кога температурата е превисока, напојувањето автоматски ќе се прекине;
б) Поставете сигурносен вентил (односно отворот за воздух на врвот на батеријата).Кога внатрешниот притисок на батеријата ќе се искачи до одредена вредност, сигурносниот вентил автоматски ќе се отвори за да се осигури безбедноста на батеријата.
Еве неколку примери за безбедносен дизајн на структурата на електричното јадро:
1. Сооднос на капацитетот на позитивни и негативни полови и парче големина на дизајнот
Изберете соодветен сооднос на капацитет на позитивни и негативни електроди според карактеристиките на материјалите на позитивните и негативните електроди.Односот на позитивниот и негативниот капацитет на електродата на ќелијата е важна врска поврзана со безбедноста на литиум-јонските батерии.Ако капацитетот на позитивната електрода е преголем, металниот литиум ќе се депонира на површината на негативната електрода, додека ако капацитетот на негативната електрода е преголем, капацитетот на батеријата значително ќе се изгуби.Општо земено, N/P=1,05-1,15, а соодветната селекција треба да се направи според вистинскиот капацитет на батеријата и безбедносните барања.Големите и малите парчиња треба да бидат дизајнирани така што положбата на негативната паста (активната супстанција) ја опфаќа (надминува) положбата на позитивната паста.Општо земено, ширината треба да биде 1~5 mm поголема, а должината да биде 5~10 mm поголема.
2. Додаток за ширина на дијафрагмата
Општиот принцип на дизајнот на ширината на дијафрагмата е да се спречи внатрешен краток спој предизвикан од директен контакт помеѓу позитивните и негативните електроди.Бидејќи термичкото собирање на дијафрагмата предизвикува деформација на дијафрагмата во насока на должина и ширина за време на полнење и празнење на батеријата и при термички шок и други средини, поларизацијата на преклопената површина на дијафрагмата се зголемува поради зголемувањето на растојанието помеѓу позитивните. и негативни електроди;Можноста за микро краток спој во областа на истегнување на дијафрагмата е зголемена поради разредувањето на дијафрагмата;Смалувањето на работ на дијафрагмата може да доведе до директен контакт помеѓу позитивната и негативната електрода и внатрешниот краток спој, што може да предизвика опасност поради термичкото бегство на батеријата.Затоа, при дизајнирање на батеријата, мора да се земат предвид нејзините карактеристики на собирање при користењето на површината и ширината на дијафрагмата.Филмот за изолација треба да биде поголем од анодата и катодата.Покрај грешката во процесот, изолациониот филм мора да биде најмалку 0,1 mm подолг од надворешната страна на парчето електрода.
3.Изолациски третман
Внатрешниот краток спој е важен фактор за потенцијалната безбедносна опасност од литиум-јонската батерија.Постојат многу потенцијални опасни делови кои предизвикуваат внатрешен краток спој во структурниот дизајн на ќелијата.Затоа, на овие клучни позиции треба да се постават неопходни мерки или изолација за да се спречи внатрешен краток спој на батеријата при ненормални услови, како што е одржувањето на потребното растојание помеѓу ушите на позитивната и негативната електрода;Изолационата лента треба да се залепи во положбата без паста во средината на единечниот крај и сите изложени делови да бидат покриени;Изолационата лента се залепува помеѓу позитивна алуминиумска фолија и негативна активна супстанција;Делот за заварување на чепчето треба да биде целосно покриен со изолациона лента;На врвот на електричното јадро се користи изолациона лента.
4. Поставување на сигурносен вентил (уред за ослободување од притисок)
Литиум јонските батерии се опасни, обично затоа што внатрешната температура е превисока или притисокот е превисок за да предизвика експлозија и пожар;Разумниот уред за ослободување притисок може брзо да ги ослободи притисокот и топлината во батеријата во случај на опасност и да го намали ризикот од експлозија.Уредот за разумно ослободување на притисокот не само што треба да го исполни внатрешниот притисок на батеријата при нормална работа, туку и автоматски да се отвори за да го ослободи притисокот кога внатрешниот притисок ќе ја достигне границата на опасност.Положбата за поставување на уредот за ослободување притисок треба да биде дизајнирана со оглед на карактеристиките на деформација на обвивката на батеријата поради зголемувањето на внатрешниот притисок;Дизајнот на сигурносниот вентил може да се реализира со снегулки, рабови, шевови и прегради.
(3) Подобрете го нивото на процесот
Треба да се направат напори за стандардизирање и стандардизирање на процесот на производство на клетката.Во чекорите на мешање, премачкување, печење, набивање, отсекување и намотување, формулирајте стандардизација (како што е ширината на дијафрагмата, волуменот на вбризгување на електролит, итн.), подобрување на средствата за процесот (како што е методот на вбризгување низок притисок, методот на центрифугално пакување итн.) , направи добра работа во контролата на процесот, да обезбеди квалитет на процесот и да ги намали разликите помеѓу производите;Поставете посебни работни чекори во клучните чекори кои влијаат на безбедноста (како што се бришење на парчето електрода, бришење прашок, различни методи на заварување за различни материјали итн.), спроведете стандардизиран мониторинг на квалитетот, елиминирајте ги неисправните делови и елиминирајте ги неисправните производи (како деформација на парче електрода, пункција на дијафрагмата, паѓање на активен материјал, истекување на електролит итн.);Одржувајте го местото на производство чисто и уредно, спроведете управување со 5S и контрола на квалитетот 6-сигма, спречите мешање на нечистотии и влага во производството и минимизирајте го влијанието на несреќите во производството врз безбедноста.
Време на објавување: 16-11-2022 година