3. Teknologji sigurie
Megjithëse bateritë e litium-jonit kanë shumë rreziqe të fshehura, në kushte specifike përdorimi dhe me masa të caktuara, ato mund të kontrollojnë në mënyrë efektive shfaqjen e reaksioneve anësore dhe reaksioneve të dhunshme në qelizat e baterisë për të siguruar përdorimin e tyre të sigurt.Më poshtë është një hyrje e shkurtër e disa teknologjive të sigurisë të përdorura zakonisht për bateritë me jon litium.
(1) Zgjidhni lëndë të para me faktor sigurie më të lartë
Do të zgjidhen materialet aktive polare pozitive dhe negative, materialet e diafragmës dhe elektrolitet me faktor sigurie më të lartë.
a) Përzgjedhja e materialit pozitiv
Siguria e materialeve katodike bazohet kryesisht në tre aspektet e mëposhtme:
1. Qëndrueshmëria termodinamike e materialeve;
2. Qëndrueshmëria kimike e materialeve;
3. Vetitë fizike të materialeve.
b) Përzgjedhja e materialeve të diafragmës
Funksioni kryesor i diafragmës është të ndajë elektrodat pozitive dhe negative të baterisë, të parandalojë qarkun e shkurtër të shkaktuar nga kontakti midis elektrodave pozitive dhe negative dhe të mundësojë kalimin e joneve të elektrolitit, domethënë ka izolim elektronik dhe jon. përçueshmëri.Pikat e mëposhtme duhet të merren parasysh kur zgjidhni diafragmën për bateritë me jon litium:
1. Ka izolim elektronik për të siguruar izolimin mekanik të elektrodave pozitive dhe negative;
2. Ka një hapje dhe porozitet të caktuar për të siguruar rezistencë të ulët dhe përçueshmëri të lartë jonike;
3. Materiali i diafragmës duhet të ketë qëndrueshmëri të mjaftueshme kimike dhe duhet të jetë rezistent ndaj korrozionit elektrolit;
4. Diafragma duhet të ketë funksionin e mbrojtjes nga mbyllja automatike;
5. Tkurrja termike dhe deformimi i diafragmës duhet të jetë sa më i vogël;
6. Diafragma duhet të ketë një trashësi të caktuar;
7. Diafragma duhet të ketë forcë të fortë fizike dhe rezistencë të mjaftueshme ndaj shpimit.
c) Përzgjedhja e elektrolitit
Elektroliti është një pjesë e rëndësishme e baterisë jonike të litiumit, e cila luan rolin e transmetimit dhe përcjelljes së rrymës midis elektrodave pozitive dhe negative të baterisë.Elektroliti i përdorur në bateritë e joneve të litiumit është një solucion elektrolit i formuar nga tretja e kripërave të përshtatshme të litiumit në tretës të përzier aprotikë organikë.Ai në përgjithësi duhet të plotësojë kërkesat e mëposhtme:
1. Stabilitet i mirë kimik, pa reaksion kimik me substancën aktive të elektrodës, lëngun e kolektorit dhe diafragmën;
2. Qëndrueshmëri e mirë elektrokimike, me një dritare të gjerë elektrokimike;
3. Përçueshmëri e lartë e joneve të litiumit dhe përçueshmëri e ulët elektronike;
4. Gama e gjerë e temperaturës së lëngut;
5. Është i sigurt, jo toksik dhe miqësor ndaj mjedisit.
(2) Forconi modelin e përgjithshëm të sigurisë së qelizës
Qeliza e baterisë është lidhja që kombinon materiale të ndryshme të baterisë dhe integrimin e polit pozitiv, poleve negative, diafragmës, gomës dhe filmit të paketimit.Dizajni i strukturës së qelizës jo vetëm që ndikon në performancën e materialeve të ndryshme, por gjithashtu ka një ndikim të rëndësishëm në performancën e përgjithshme elektrokimike dhe performancën e sigurisë së baterisë.Përzgjedhja e materialeve dhe dizajni i strukturës së bërthamës janë vetëm një lloj marrëdhënieje ndërmjet lokalit dhe të tërës.Në hartimin e bërthamës, mënyra e arsyeshme e strukturës duhet të formulohet sipas karakteristikave të materialit.
Përveç kësaj, disa pajisje shtesë mbrojtëse mund të konsiderohen për strukturën e baterisë së litiumit.Mekanizmat e përbashkët mbrojtës janë si më poshtë:
a) Elementi i ndërprerës është miratuar.Kur temperatura brenda baterisë rritet, vlera e rezistencës së saj do të rritet në përputhje me rrethanat.Kur temperatura është shumë e lartë, furnizimi me energji elektrike do të ndërpritet automatikisht;
b) Vendosni një valvul sigurie (d.m.th., hapjen e ajrit në krye të baterisë).Kur presioni i brendshëm i baterisë rritet në një vlerë të caktuar, valvula e sigurisë do të hapet automatikisht për të siguruar sigurinë e baterisë.
Këtu janë disa shembuj të dizajnit të sigurisë së strukturës së bërthamës elektrike:
1. Raporti i kapacitetit të poleve pozitive dhe negative dhe pjesë e madhësisë së projektimit
Zgjidhni raportin e duhur të kapacitetit të elektrodave pozitive dhe negative sipas karakteristikave të materialeve të elektrodave pozitive dhe negative.Raporti i kapacitetit të elektrodës pozitive dhe negative të qelizës është një lidhje e rëndësishme që lidhet me sigurinë e baterive të joneve të litiumit.Nëse kapaciteti i elektrodës pozitive është shumë i madh, litiumi metalik do të depozitohet në sipërfaqen e elektrodës negative, ndërsa nëse kapaciteti i elektrodës negative është shumë i madh, kapaciteti i baterisë do të humbet shumë.Në përgjithësi, N/P=1.05-1.15, dhe zgjedhja e duhur duhet të bëhet në përputhje me kapacitetin aktual të baterisë dhe kërkesat e sigurisë.Pjesët e mëdha dhe të vogla duhet të projektohen në mënyrë që pozicioni i pastës negative (substanca aktive) të mbyllë (tejkalojë) pozicionin e pastës pozitive.Në përgjithësi, gjerësia duhet të jetë 1~5 mm më e madhe dhe gjatësia duhet të jetë 5~10 mm më e madhe.
2. Leja për gjerësinë e diafragmës
Parimi i përgjithshëm i dizajnit të gjerësisë së diafragmës është parandalimi i qarkut të shkurtër të brendshëm të shkaktuar nga kontakti i drejtpërdrejtë midis elektrodave pozitive dhe negative.Meqenëse tkurrja termike e diafragmës shkakton deformim të diafragmës në drejtimin e gjatësisë dhe gjerësisë gjatë karikimit dhe shkarkimit të baterisë dhe nën goditje termike dhe mjedise të tjera, polarizimi i zonës së palosur të diafragmës rritet për shkak të rritjes së distancës midis pozitive. dhe elektroda negative;Mundësia e mikro qarkut të shkurtër në zonën e shtrirjes së diafragmës rritet për shkak të hollimit të diafragmës;Tkurrja në skajin e diafragmës mund të çojë në kontakt të drejtpërdrejtë midis elektrodave pozitive dhe negative dhe qarkut të shkurtër të brendshëm, i cili mund të shkaktojë rrezik për shkak të largimit termik të baterisë.Prandaj, gjatë projektimit të baterisë, karakteristikat e saj të tkurrjes duhet të merren parasysh në përdorimin e zonës dhe gjerësisë së diafragmës.Filmi izolues duhet të jetë më i madh se anoda dhe katoda.Përveç gabimit të procesit, filmi i izolimit duhet të jetë të paktën 0.1 mm më i gjatë se ana e jashtme e pjesës së elektrodës.
3.Trajtim izolues
Qarku i shkurtër i brendshëm është një faktor i rëndësishëm në rrezikun e mundshëm të sigurisë së baterisë litium-jon.Ka shumë pjesë potenciale të rrezikshme që shkaktojnë qark të shkurtër të brendshëm në dizajnin strukturor të qelizës.Prandaj, masat e nevojshme ose izolimi duhet të vendosen në këto pozicione kyçe për të parandaluar qarkun e shkurtër të brendshëm të baterisë në kushte jonormale, të tilla si ruajtja e hapësirës së nevojshme midis veshëve të elektrodës pozitive dhe negative;Shiriti izolues duhet të ngjitet në pozicionin jo ngjitës në mes të skajit të vetëm dhe të gjitha pjesët e ekspozuara duhet të mbulohen;Shirit izolues duhet të ngjitet ndërmjet fletës së aluminit pozitiv dhe substancës aktive negative;Pjesa e saldimit të gomës duhet të mbulohet tërësisht me shirit izolues;Shirit izolues përdoret në pjesën e sipërme të bërthamës elektrike.
4. Vendosja e valvulës së sigurisë (pajisja për lehtësimin e presionit)
Bateritë me jon litium janë të rrezikshme, zakonisht sepse temperatura e brendshme është shumë e lartë ose presioni është shumë i lartë për të shkaktuar shpërthim dhe zjarr;Pajisja e arsyeshme e lehtësimit të presionit mund të çlirojë me shpejtësi presionin dhe nxehtësinë brenda baterisë në rast rreziku dhe të zvogëlojë rrezikun e shpërthimit.Pajisja e arsyeshme e lehtësimit të presionit jo vetëm që duhet të përmbushë presionin e brendshëm të baterisë gjatë funksionimit normal, por gjithashtu duhet të hapet automatikisht për të çliruar presionin kur presioni i brendshëm arrin kufirin e rrezikut.Pozicioni i vendosjes së pajisjes për lehtësimin e presionit duhet të projektohet duke marrë parasysh karakteristikat e deformimit të guaskës së baterisë për shkak të rritjes së presionit të brendshëm;Dizajni i valvulës së sigurisë mund të realizohet nga thekon, skajet, qepjet dhe prerjet.
(3) Përmirësoni nivelin e procesit
Duhet të bëhen përpjekje për standardizimin dhe standardizimin e procesit të prodhimit të qelizës.Në hapat e përzierjes, veshjes, pjekjes, ngjeshjes, prerjes dhe mbështjelljes, formuloni standardizimin (si gjerësia e diafragmës, vëllimi i injektimit të elektrolitit, etj.), përmirësoni mjetet e procesit (siç është metoda e injektimit me presion të ulët, metoda e paketimit centrifugale, etj.) , të bëjë një punë të mirë në kontrollin e procesit, të sigurojë cilësinë e procesit dhe të ngushtojë dallimet midis produkteve;Vendosni hapa të veçantë të punës në hapat kryesorë që ndikojnë në sigurinë (të tilla si heqja e copës së elektrodës, pastrimi i pluhurit, metoda të ndryshme saldimi për materiale të ndryshme, etj.), zbatoni monitorimin e standardizuar të cilësisë, eliminoni pjesët me defekt dhe eliminoni produktet me defekt (si p.sh. deformimi i copa e elektrodës, shpimi i diafragmës, rënia e materialit aktiv, rrjedhja e elektrolitit, etj.);Mbajeni vendin e prodhimit të pastër dhe të rregullt, zbatoni menaxhimin 5S dhe kontrollin e cilësisë 6-sigma, parandaloni përzierjen e papastërtive dhe lagështisë në prodhim dhe minimizoni ndikimin e aksidenteve në prodhim në siguri.
Koha e postimit: Nëntor-16-2022