3. Güvenlik teknolojisi
Lityum iyon pillerin birçok gizli tehlikesi olsa da, belirli kullanım koşulları altında ve belirli önlemlerle, güvenli kullanımlarını sağlamak için pil hücrelerinde yan reaksiyonların ve şiddetli reaksiyonların oluşumunu etkin bir şekilde kontrol edebilirler.Aşağıda, lityum iyon piller için yaygın olarak kullanılan birkaç güvenlik teknolojisine kısa bir giriş yer almaktadır.
（1） Daha yüksek güvenlik faktörüne sahip ham maddeleri seçin
Pozitif ve negatif polar aktif malzemeler, diyafram malzemeleri ve güvenlik faktörü yüksek elektrolitler seçilecektir.
a) Pozitif malzeme seçimi
Katot malzemelerinin güvenliği temel olarak aşağıdaki üç hususa dayanmaktadır:
1. Malzemelerin termodinamik kararlılığı;
2. Malzemelerin kimyasal kararlılığı;
3. Malzemelerin fiziksel özellikleri.
b) Diyafram malzemelerinin seçimi
Diyaframın ana işlevi, pilin artı ve eksi elektrotlarını ayırmak, artı ve eksi elektrotların temasından kaynaklanan kısa devreyi önlemek ve elektrolit iyonlarının geçmesini sağlamaktır, yani elektronik izolasyona ve iyona sahiptir. iletkenlik.Lityum iyon piller için diyafram seçerken aşağıdaki noktalara dikkat edilmelidir:
1. Pozitif ve negatif elektrotların mekanik izolasyonunu sağlamak için elektronik izolasyona sahiptir;
2. Düşük direnç ve yüksek iyonik iletkenlik sağlamak için belirli bir açıklığa ve gözenekliliğe sahiptir;
3. Diyafram malzemesi yeterli kimyasal kararlılığa sahip olmalı ve elektrolit korozyonuna dayanıklı olmalıdır;
4. Diyafram, otomatik kapatma koruması işlevine sahip olacaktır;
5. Diyaframın termal büzülmesi ve deformasyonu mümkün olduğu kadar küçük olmalıdır;
6. Diyafram belirli bir kalınlığa sahip olacaktır;
7. Diyafram güçlü fiziksel güce ve yeterli delinme direncine sahip olacaktır.
c) Elektrolit seçimi
Elektrolit, pilin pozitif ve negatif elektrotları arasında akım iletme ve iletme rolünü oynayan lityum iyon pilin önemli bir parçasıdır.Lityum iyon pillerde kullanılan elektrolit, uygun lityum tuzlarının organik aprotik karışımlı çözücülerde çözülmesiyle oluşan elektrolit çözeltisidir.Genel olarak aşağıdaki gereksinimleri karşılamalıdır:
1. İyi kimyasal stabilite, elektrot aktif maddesi, kollektör sıvısı ve diyafram ile kimyasal reaksiyon yok;
2. Geniş bir elektrokimyasal pencere ile iyi elektrokimyasal kararlılık;
3. Yüksek lityum iyon iletkenliği ve düşük elektronik iletkenlik;
4. Geniş sıvı sıcaklığı aralığı;
5. Güvenli, toksik olmayan ve çevre dostudur.
(2) Hücrenin genel güvenlik tasarımını güçlendirin
Pil hücresi, pilin çeşitli malzemelerini ve pozitif kutup, negatif kutup, diyafram, pabuç ve ambalaj filminin entegrasyonunu birleştiren bağlantıdır.Hücre yapısının tasarımı yalnızca çeşitli malzemelerin performansını etkilemekle kalmaz, aynı zamanda pilin genel elektrokimyasal performansı ve güvenlik performansı üzerinde de önemli bir etkiye sahiptir.Malzeme seçimi ve çekirdek yapının tasarımı, yerel ile bütün arasındaki bir tür ilişkiden başka bir şey değildir.Çekirdeğin tasarımında, makul yapı modu, malzeme özelliklerine göre formüle edilmelidir.
Ek olarak, lityum pil yapısı için bazı ek koruyucu cihazlar da düşünülebilir.Yaygın koruyucu mekanizmalar aşağıdaki gibidir:
a) Anahtar elemanı benimsenmiştir.Pilin içindeki sıcaklık yükseldiğinde direnç değeri de buna göre artacaktır.Sıcaklık çok yüksek olduğunda, güç kaynağı otomatik olarak durdurulacaktır;
b) Bir emniyet valfi (yani, akünün üst kısmındaki havalandırma deliği) ayarlayın.Akünün iç basıncı belirli bir değere yükseldiğinde, akünün güvenliğini sağlamak için emniyet valfi otomatik olarak açılacaktır.
Elektrik çekirdek yapısının güvenlik tasarımına ilişkin bazı örnekler aşağıda verilmiştir:
1. Pozitif ve negatif kutup kapasite oranı ve tasarım boyutu dilimi
Pozitif ve negatif elektrot malzemelerinin özelliklerine göre pozitif ve negatif elektrotların uygun kapasite oranını seçin.Hücrenin pozitif ve negatif elektrot kapasitesinin oranı, lityum iyon pillerin güvenliği ile ilgili önemli bir bağlantıdır.Pozitif elektrot kapasitesi çok büyükse, negatif elektrot kapasitesi çok büyükse, pilin kapasitesi büyük ölçüde kaybolurken, metal lityum negatif elektrotun yüzeyinde birikecektir.Genel olarak N/P=1.05-1.15 ve gerçek pil kapasitesi ve güvenlik gereksinimlerine göre uygun seçim yapılmalıdır.Büyük ve küçük parçalar, negatif patın (etkin madde) konumu pozitif patın konumunu çevreleyecek (aşacak) şekilde tasarlanmalıdır.Genel olarak, genişlik 1~5 mm ve uzunluk 5~10 mm daha büyük olacaktır.
2. Diyafram genişliği payı
Diyafram genişliği tasarımının genel prensibi, pozitif ve negatif elektrotlar arasındaki doğrudan temastan kaynaklanan dahili kısa devreyi önlemektir.Diyaframın ısıl büzülmesi, pilin şarj ve deşarjı sırasında ve ısıl şok ve diğer ortamlarda diyaframın boy ve genişlik yönünde deformasyonuna neden olduğundan, pozitif ile pozitif arasındaki mesafenin artması nedeniyle diyaframın katlanmış bölgesinin polarizasyonu artar. ve negatif elektrotlar;Diyaframın incelmesi nedeniyle diyaframın esneme bölgesinde mikro kısa devre olma olasılığı artar;Diyaframın kenarındaki büzülme, pozitif ve negatif elektrotlar arasında doğrudan temasa ve pilin termal kaçak nedeniyle tehlikeye neden olabilecek dahili kısa devreye yol açabilir.Bu nedenle, pil tasarlanırken, diyaframın alanı ve genişliğinin kullanımında büzülme özellikleri dikkate alınmalıdır.İzolasyon filmi anot ve katottan daha büyük olmalıdır.Proses hatasına ek olarak, izolasyon filmi elektrot parçasının dış kenarından en az 0,1 mm daha uzun olmalıdır.
3. Yalıtım tedavisi
Dahili kısa devre, lityum iyon pilin potansiyel güvenlik tehlikesinde önemli bir faktördür.Hücrenin yapısal tasarımında dahili kısa devreye neden olabilecek birçok potansiyel tehlikeli kısım vardır.Bu nedenle, pozitif ve negatif elektrot kulakları arasında gerekli mesafeyi korumak gibi anormal koşullar altında pilde dahili kısa devreyi önlemek için bu kilit konumlarda gerekli önlemler veya yalıtım ayarlanmalıdır;Yalıtım bandı, tek ucun ortasındaki yapıştırma olmayan konuma yapıştırılacak ve tüm açıkta kalan kısımlar kapatılacaktır;Pozitif alüminyum folyo ile negatif etken madde arasına izolasyon bandı yapıştırılmalı;Pabucun kaynak kısmı tamamen yalıtım bandı ile kaplanacaktır;Elektrik çekirdeğinin üstünde yalıtım bandı kullanılır.
4. Emniyet valfinin ayarlanması (basınç tahliye cihazı)
Lityum iyon piller tehlikelidir, çünkü genellikle dahili sıcaklık çok yüksektir veya basınç patlamaya ve yangına neden olamayacak kadar yüksektir;Makul basınç tahliye cihazı, tehlike durumunda pilin içindeki basıncı ve ısıyı hızla serbest bırakabilir ve patlama riskini azaltabilir.Makul basınç tahliye cihazı, yalnızca normal çalışma sırasında pilin iç basıncını karşılamamalı, aynı zamanda iç basınç tehlike sınırına ulaştığında basıncı serbest bırakmak için otomatik olarak açılmalıdır.Basınç tahliye cihazının ayar konumu, iç basıncın artması nedeniyle pil kabuğunun deformasyon özellikleri dikkate alınarak tasarlanmalıdır;Emniyet valfinin tasarımı pullar, kenarlar, dikişler ve çentiklerle gerçekleştirilebilir.
(3) Süreç seviyesini iyileştirin
Hücrenin üretim sürecini standardize etmek ve standardize etmek için çaba gösterilmelidir.Karıştırma, kaplama, fırınlama, sıkıştırma, dilimleme ve sarma adımlarında standardizasyonu formüle edin (diyafram genişliği, elektrolit enjeksiyon hacmi vb.), proses araçlarını iyileştirin (düşük basınçlı enjeksiyon yöntemi, santrifüj paketleme yöntemi vb.) , süreç kontrolünde iyi bir iş yapmak, süreç kalitesini sağlamak ve ürünler arasındaki farkları daraltmak;Güvenliği etkileyen (elektrot parçasının çapaklarının alınması, toz süpürme, farklı malzemeler için farklı kaynak yöntemleri vb. gibi) kilit adımlarda özel çalışma adımları belirleyin, standartlaştırılmış kalite izlemeyi uygulayın, kusurlu parçaları ortadan kaldırın ve kusurlu ürünleri (deformasyon gibi) ortadan kaldırın. elektrot parçası, diyafram delinmesi, aktif maddenin düşmesi, elektrolit sızıntısı, vb.);Üretim sahasını temiz ve düzenli tutun, 5S yönetimini ve 6-sigma kalite kontrolünü uygulayın, üretimde safsızlıkların ve nemin karışmasını önleyin ve üretim kazalarının güvenlik üzerindeki etkisini en aza indirin.
Gönderim zamanı: Kasım-16-2022