Ano ang salik na nakakaapekto sa disenyo ng kaligtasan ng cell ng baterya ng lithium? Palakasin ang pangkalahatang disenyo ng kaligtasan ng cell ng baterya
Ang cell ng baterya ay ang link na pinagsasama ang iba't ibang mga sangkap ng baterya. Ito ay ang pagsasama ng positibong elektrod, negatibong elektrod, dayapragm, tab at packaging film. Ang disenyo ng istruktura ng cell ng baterya ay hindi lamang nakakaapekto sa pagganap ng iba't ibang mga materyales, ngunit nakakaapekto rin sa pangkalahatang baterya. Ang pagganap ng electrochemical at pagganap ng kaligtasan ay may mahalagang epekto. Ang pagpili ng mga materyales at ang disenyo ng istraktura ng cell ay eksaktong relasyon sa pagitan ng bahagi at ng kabuuan. Sa disenyo ng cell, ang isang makatwirang modelo ng istruktura ay dapat na bumalangkas sa kumbinasyon ng mga katangian ng materyal.
Bilang karagdagan, ang ilang karagdagang proteksyon na aparato ay maaari ding isaalang-alang sa istraktura ng mga baterya ng lithium. Ang mga karaniwang mekanismo ng proteksyon ay idinisenyo tulad ng sumusunod:
1 Gamit ang switching element, kapag tumaas ang temperatura sa baterya, tumataas ang resistensya nito, at kapag masyadong mataas ang temperatura, awtomatiko nitong hihinto ang power supply;
2 Itakda ang safety valve (iyon ay, ang vent hole sa tuktok ng baterya), kapag ang panloob na presyon ng baterya ay tumaas sa isang tiyak na halaga, ang safety valve ay awtomatikong magbubukas upang matiyak ang kaligtasan ng baterya.
Ang mga sumusunod ay ilang halimbawa ng pangkaligtasang disenyo ng istraktura ng cell:
a) Positibo at negatibong ratio ng kapasidad at laki ng disenyo
Piliin ang naaangkop na ratio ng kapasidad ng positibo at negatibong mga electrodes ayon sa mga katangian ng positibo at negatibong mga materyales. Ang ratio ng mga positibo at negatibong kapasidad ng mga cell ay isang mahalagang link na nauugnay sa kaligtasan ng mga baterya ng lithium-ion. Kung ang positibong kapasidad ay masyadong malaki, ang metal lithium ay lilitaw sa ibabaw ng negatibong elektrod. Kung ang negatibong elektrod ay masyadong malaki, ang kapasidad ng baterya ay lubhang mawawala. Sa pangkalahatan, N/P=1.05～1.15, at gumawa ng naaangkop na pagpipilian ayon sa aktwal na kapasidad ng baterya at mga kinakailangan sa kaligtasan. Magdisenyo ng malaki at maliliit na piraso upang ang posisyon ng negatibong electrode paste (aktibong materyal) ay sumasakop (mas malaki kaysa) sa posisyon ng positibong electrode paste. Sa pangkalahatan, ang lapad ay dapat na 1-5 mm na mas malaki at ang haba ay dapat na 5-10 mm na mas malaki.
b) May margin para sa lapad ng dayapragm
Ang pangkalahatang prinsipyo ng disenyo ng lapad ng diaphragm ay upang maiwasan ang panloob na short circuit dahil sa direktang kontak ng positibo at negatibong mga electrodes. Dahil sa thermal shrinkage ng diaphragm sa panahon ng charging at discharging process ng baterya at sa kapaligiran ng thermal shock, ang diaphragm ay deformed sa direksyon ng haba at lapad, at ang diaphragm ay deformed sa direksyon ng haba at lapad. Ang kulubot na lugar ay nagdaragdag ng polariseysyon dahil sa pagtaas ng distansya sa pagitan ng positibo at negatibong mga electrodes; ang stretched area ng diaphragm ay nagdaragdag ng posibilidad ng micro-short circuit dahil sa pagnipis ng diaphragm; ang pag-urong ng gilid na bahagi ng dayapragm ay maaaring humantong sa direktang koneksyon ng positibo at negatibong mga electrodes. Nangyayari ang contact at internal short-circuits, na maaaring maging mapanganib sa baterya dahil sa thermal runaway. Samakatuwid, kapag nagdidisenyo ng isang baterya, ang paggamit ng lugar at lapad ng separator ay dapat isaalang-alang ang mga katangian ng pag-urong nito, at ang separator ay mas malaki kaysa sa anode at katod. Isinasaalang-alang ang error sa proseso, ang isolation film ay dapat na hindi bababa sa 0.1mm na mas mahaba kaysa sa panlabas na gilid ng piraso ng poste.
c) Paggamot sa pagkakabukod
Ang panloob na short circuit ay isang mahalagang kadahilanan para sa mga potensyal na panganib sa kaligtasan ng mga baterya ng lithium-ion. Maraming mga potensyal na mapanganib na bahagi na nagdudulot ng panloob na short circuit sa istrukturang disenyo ng cell ng baterya. Samakatuwid, ang mga kinakailangang hakbang o pagkakabukod ay dapat itakda sa mga pangunahing posisyong ito upang maiwasan ang mga abnormal na kondisyon. Kung sakaling magkaroon ng short circuit sa baterya, halimbawa: panatilihin ang kinakailangang distansya sa pagitan ng positibo at negatibong mga tainga; ilagay ang insulating tape sa gitna nang walang i-paste sa isang gilid ng dulo, at takpan ang lahat ng nakalantad na bahagi; idikit ang insulating tape sa pagitan ng positibong aluminum foil at ng negatibong aktibong materyal; application Insulating tape ay sumasaklaw sa lahat ng mga bahagi ng hinang ng mga tab; insulating tape ay ginagamit sa tuktok ng cell.
d) Itakda ang safety valve (pressure relief device)
Ang mga baterya ng lithium-ion ay mapanganib, kadalasan dahil sa sobrang panloob na temperatura o labis na presyon, na nagiging sanhi ng mga pagsabog at sunog; ang pagtatakda ng makatwirang pressure relief device ay maaaring mabilis na mailabas ang presyon at init sa loob ng baterya kapag may panganib, na binabawasan ang panganib ng pagsabog. Ang isang makatwirang pressure relief device ay kinakailangan upang hindi lamang matugunan ang panloob na presyon ng baterya sa panahon ng normal na operasyon, ngunit awtomatikong bumukas upang mapawi ang presyon kapag ang panloob na presyon ay umabot sa mapanganib na limitasyon. Mga katangian ng pagpapapangit sa disenyo; ang disenyo ng kaligtasan balbula ay maaaring makamit sa pamamagitan ng lamellae, mga gilid, seams at notches.
3 Pagbutihin ang antas ng craftsmanship
Mga pagsisikap na gumawa ng isang mahusay na trabaho sa standardisasyon at standardisasyon ng proseso ng produksyon ng cell ng baterya. Sa mga hakbang ng paghahalo, coating, baking, compacting, slitting at winding, bumalangkas ng standardization (tulad ng lapad ng diaphragm, electrolyte injection volume, atbp.), at pagbutihin ang mga paraan ng proseso (tulad ng low-pressure injection method, centrifugal Shell method, atbp. .), gumawa ng isang mahusay na trabaho sa kontrol ng proseso, tiyakin ang kalidad ng proseso, at bawasan ang pagkakaiba sa pagitan ng mga produkto; mag-set up ng mga espesyal na hakbang sa mga pangunahing hakbang na may epekto sa kaligtasan (tulad ng deburring, powder sweeping, at iba't ibang welding para sa iba't ibang materyales). pamamaraan, atbp.), ipatupad ang standardized na pagsubaybay sa kalidad, alisin ang mga may sira na bahagi, at ibukod ang mga may sira na produkto (tulad ng deformation ng piraso ng poste, diaphragm puncture, aktibong pagbuhos ng materyal at pagtagas ng electrolyte, atbp.); panatilihing malinis at malinis ang lugar ng produksyon, at ipatupad ang pamamahala ng 5S at kontrol sa kalidad ng 6 -Sigma upang maiwasan ang paghahalo ng mga impurities at moisture sa produksyon at mabawasan ang epekto ng mga hindi inaasahang sitwasyon sa produksyon sa kaligtasan.
