Який фактор впливає на конструкцію безпеки елемента літієвої батареї? Зміцнити загальну конструкцію безпеки елемента батареї
Елемент батареї - це ланка, яка об'єднує різні речовини батареї. Це інтеграція позитивного електрода, негативного електрода, діафрагми, вкладки та пакувальної плівки. Конструкція елемента батареї впливає не тільки на продуктивність різних матеріалів, але й на акумулятор в цілому. Електрохімічні характеристики та показники безпеки мають важливий вплив. Вибір матеріалів і конструкція коміркової структури - це саме зв'язок між частиною та цілим. При проектуванні клітини слід сформулювати розумну структурну модель у поєднанні з властивостями матеріалу.
Крім того, в структурі літієвих батарей можна також розглянути деякі додаткові пристрої захисту. Загальні механізми захисту розроблені наступним чином:
1 Використовуючи перемикаючий елемент, коли температура в акумуляторі підвищується, значення його опору зростає, а коли температура занадто висока, він автоматично припиняє подачу живлення;
2 Встановіть запобіжний клапан (тобто вентиляційний отвір у верхній частині батареї), коли внутрішній тиск батареї підніметься до певного значення, запобіжний клапан автоматично відкриється, щоб забезпечити безпеку батареї.
Нижче наведено кілька прикладів безпечної конструкції клітинної структури:
a) Позитивний і негативний коефіцієнт ємності та проектний розмір
Виберіть відповідне співвідношення ємності позитивних і негативних електродів відповідно до характеристик позитивних і негативних матеріалів. Співвідношення позитивної і негативної ємності елементів є важливою ланкою, пов'язаної з безпекою літій-іонних акумуляторів. Якщо позитивна ємність занадто велика, металевий літій з'явиться на поверхні негативного електрода. Якщо негативний електрод занадто великий, ємність акумулятора буде значно втрачена. Загалом, N/P=1,05～1,15, і зробіть відповідний вибір відповідно до фактичної ємності акумулятора та вимог безпеки. Розробляйте великі та малі частини так, щоб паста негативного електрода (активний матеріал) перекривала (більше, ніж) положення пасти позитивного електрода. Як правило, ширина має бути на 1-5 мм більше, а довжина – на 5-10 мм.
b) Є запас для ширини діафрагми
Загальний принцип конструкції ширини діафрагми полягає у запобіганні внутрішньому короткому замиканню через прямий контакт позитивного та негативного електродів. Внаслідок термічної усадки діафрагми в процесі заряджання та розряджання батареї та в середовищі теплового удару діафрагма деформується в напрямку довжини та ширини, а діафрагма деформується в напрямку довжини та ширини. Зморшкувата ділянка збільшує поляризацію за рахунок збільшення відстані між позитивним і негативним електродами; розтягнута ділянка діафрагми збільшує можливість мікрокороткого замикання через стоншення діафрагми; усадка крайової області діафрагми може призвести до прямого з'єднання позитивного і негативного електродів. Відбувається контактне та внутрішнє коротке замикання, що може зробити акумулятор небезпечним через перегрівання. Тому при проектуванні батареї використання площі та ширини сепаратора має враховувати його характеристики усадки, а сепаратор є більшим, ніж анод і катод. Враховуючи похибку процесу, ізоляційна плівка повинна бути щонайменше на 0,1 мм довшою за зовнішній край полюсного наконечника.
в) Ізоляційна обробка
Внутрішнє коротке замикання є важливим фактором потенційної загрози безпеці літій-іонних батарей. Існує багато потенційно небезпечних частин, які спричиняють внутрішнє коротке замикання, у конструктивній конструкції елемента батареї. Тому в цих ключових місцях необхідно вжити необхідних заходів або ізолювати, щоб запобігти ненормальним умовам. У разі короткого замикання в акумуляторі, наприклад: витримуйте необхідну відстань між позитивним і негативним вушками; помістіть ізоляційну стрічку в середину без клею з одного боку кінця та закрийте всі відкриті частини; наклейте ізоляційну стрічку між позитивною алюмінієвою фольгою та негативним активним матеріалом; застосування Ізоляційна стрічка покриває всі зварювальні частини виступів; зверху клітини використовується ізоляційна стрічка.
d) Встановіть запобіжний клапан (пристрій скидання тиску)
Літій-іонні акумулятори небезпечні, часто через надмірну внутрішню температуру або надмірний тиск, спричиняючи вибухи та пожежі; встановлення відповідного пристрою для скидання тиску може швидко скинути тиск і тепло всередині акумулятора, коли виникає небезпека, зменшуючи ризик вибуху. Розмірний пристрій для скидання тиску потрібен, щоб не тільки відповідати внутрішньому тиску батареї під час нормальної роботи, але й автоматично відкриватися для скидання тиску, коли внутрішній тиск досягає небезпечної межі. Деформаційні характеристики до проектування; конструкція запобіжного клапана може бути досягнута ламелями, кромками, швами та виїмками.
3 Підвищуйте рівень майстерності
Зусилля зробити хорошу роботу зі стандартизації та стандартизації процесу виробництва акумуляторних елементів. На етапах змішування, покриття, запікання, ущільнення, різання та намотування сформулюйте стандартизацію (таку як ширина діафрагми, об’єм впорскування електроліту тощо) та вдосконаліть методи процесу (такі як метод впорскування під низьким тиском, відцентровий метод Shell тощо). .), добре виконувати контроль процесу, забезпечувати якість процесу та зменшувати різницю між продуктами; встановіть спеціальні кроки на ключових етапах, які впливають на безпеку (наприклад, видалення задирок, очищення від порошку та різне зварювання для різних матеріалів). методи тощо), запровадити стандартизований моніторинг якості, усунути дефектні частини та виключити дефектні продукти (такі як деформація полюсного наконечника, прокол діафрагми, викид активного матеріалу та витік електроліту тощо); Підтримуйте виробничий майданчик у порядку та чистоті, а також запроваджуйте управління якістю 5S і контроль якості 6-Sigma, щоб запобігти змішуванню домішок і вологи у виробництві та мінімізувати вплив несподіваних ситуацій на виробництві на безпеку.
