Jaký je faktor, který ovlivňuje bezpečnostní konstrukci lithiového bateriového článku? Posílit celkovou bezpečnostní konstrukci bateriového článku
Bateriový článek je článek, který kombinuje různé látky baterie. Jedná se o integraci kladné elektrody, záporné elektrody, membrány, poutka a balící fólie. Konstrukční řešení bateriového článku neovlivňuje pouze výkon různých materiálů, ale ovlivňuje i celkovou baterii. Elektrochemický výkon a bezpečnost mají důležitý vliv. Výběr materiálů a návrh buněčné struktury jsou přesně vztahem mezi částí a celkem. Při návrhu buňky by měl být formulován rozumný strukturální model v kombinaci s vlastnostmi materiálu.
Kromě toho lze ve struktuře lithiových baterií uvažovat také o některých doplňkových ochranných zařízeních. Společné ochranné mechanismy jsou navrženy takto:
1 Pomocí spínacího prvku, když teplota v baterii stoupne, její hodnota odporu stoupne a když je teplota příliš vysoká, automaticky zastaví napájení;
2 Nastavte pojistný ventil (tedy odvzdušňovací otvor na horní straně baterie), když vnitřní tlak baterie stoupne na určitou hodnotu, pojistný ventil se automaticky otevře, aby byla zajištěna bezpečnost baterie.
Níže jsou uvedeny některé příklady bezpečnostního návrhu buněčné struktury:
a) Kladný a záporný poměr kapacity a konstrukční velikosti
Vyberte vhodný poměr kapacity kladných a záporných elektrod podle vlastností kladných a záporných materiálů. Poměr kladné a záporné kapacity článků je důležitým článkem souvisejícím s bezpečností lithium-iontových baterií. Pokud je kladná kapacita příliš velká, objeví se na povrchu záporné elektrody kovové lithium. Pokud je záporná elektroda příliš velká, kapacita baterie se výrazně ztratí. Obecně řečeno, N/P=1,05～1,15 a proveďte vhodnou volbu podle skutečné kapacity baterie a bezpečnostních požadavků. Navrhněte velké a malé kusy tak, aby poloha pasty negativní elektrody (aktivní materiál) překrývala (větší než) polohu pasty pozitivní elektrody. Obecně platí, že šířka by měla být o 1-5 mm větší a délka by měla být o 5-10 mm větší.
b) Existuje rezerva na šířku membrány
Obecným principem návrhu šířky membrány je zabránit vnitřnímu zkratu v důsledku přímého kontaktu kladných a záporných elektrod. Vlivem tepelného smrštění membrány při procesu nabíjení a vybíjení baterie a v prostředí tepelného šoku dochází k deformaci membrány ve směru délky a šířky a k deformaci membrány ve směru délky a šířky. Vrásčitá oblast zvyšuje polarizaci v důsledku zvětšení vzdálenosti mezi kladnými a zápornými elektrodami; natažená oblast membrány zvyšuje možnost mikrozkratu v důsledku ztenčení membrány; smrštění okrajové oblasti membrány může vést k přímému spojení kladné a záporné elektrody. Dochází ke kontaktu a vnitřním zkratům, které mohou způsobit nebezpečí tepelného úniku baterie. Při navrhování baterie je proto třeba při použití plochy a šířky separátoru zvážit její smršťovací charakteristiky a separátor je větší než anoda a katoda. S ohledem na chybu procesu musí být izolační fólie alespoň o 0,1 mm delší než vnější okraj pólového nástavce.
c) Izolační úprava
Vnitřní zkrat je důležitým faktorem pro potenciální bezpečnostní rizika lithium-iontových baterií. Existuje mnoho potenciálně nebezpečných částí, které způsobují vnitřní zkrat v konstrukčním návrhu bateriového článku. Na těchto klíčových místech by proto měla být nastavena nezbytná opatření nebo izolace, aby se předešlo abnormálním podmínkám. V případě zkratu v baterii, například: udržujte potřebnou vzdálenost mezi kladným a záporným uchem; umístěte izolační pásku doprostřed bez pasty na jednu stranu konce a zakryjte všechny exponované části; nalepte izolační pásku mezi pozitivní hliníkovou fólii a negativní aktivní materiál; aplikace Izolační páska zakryje všechny svařovací části jazýčků; izolační páska je použita na horní straně buňky.
d) Nastavte pojistný ventil (přetlakové zařízení)
Lithium-iontové baterie jsou nebezpečné, často kvůli nadměrné vnitřní teplotě nebo nadměrnému tlaku, což způsobuje výbuchy a požáry; nastavení přiměřeného tlakového odlehčovacího zařízení může v případě nebezpečí rychle uvolnit tlak a teplo uvnitř baterie, čímž se sníží riziko výbuchu. Je vyžadováno přiměřené zařízení pro odlehčení tlaku, které nejenže splňuje vnitřní tlak baterie během normálního provozu, ale také se automaticky otevírá, aby se uvolnil tlak, když vnitřní tlak dosáhne nebezpečné meze. Deformační charakteristiky pro návrh; konstrukce pojistného ventilu lze dosáhnout lamelami, okraji, švy a zářezy.
3 Zlepšete úroveň řemesla
Snaha odvést dobrou práci při standardizaci a standardizaci procesu výroby bateriových článků. V krocích míchání, potahování, pečení, zhutňování, řezání a navíjení formulujte standardizaci (jako je šířka membrány, objem vstřikování elektrolytu atd.) a zlepšujte procesní metody (jako je metoda nízkotlakého vstřikování, odstředivá metoda Shell atd. .), dělat dobrou práci v řízení procesů, zajišťovat kvalitu procesů a snižovat rozdíly mezi produkty; nastavit speciální kroky v klíčových krocích, které mají dopad na bezpečnost (jako je odstraňování otřepů, práškové zametání a různé svařování pro různé materiály). metod atd.), zavést standardizované sledování kvality, odstranit vadné díly a vyloučit vadné výrobky (jako je deformace pólového nástavce, proražení membrány, odlupování aktivního materiálu a únik elektrolytu atd.); udržovat na výrobním místě pořádek a čistotu a implementovat řízení 5S a kontrolu kvality 6 -Sigma, aby se zabránilo mísení nečistot a vlhkosti ve výrobě a minimalizoval se dopad neočekávaných situací ve výrobě na bezpečnost.
