3. Təhlükəsizlik texnologiyası
Litium ion batareyalarının bir çox gizli təhlükələri olsa da, xüsusi istifadə şərtləri və müəyyən tədbirlərlə, onların təhlükəsiz istifadəsini təmin etmək üçün batareya hüceyrələrində yan reaksiyaların və şiddətli reaksiyaların baş verməsini effektiv şəkildə idarə edə bilərlər.Aşağıda litium-ion batareyalar üçün bir neçə çox istifadə edilən təhlükəsizlik texnologiyalarına qısa giriş verilmişdir.
（1） Daha yüksək təhlükəsizlik faktoru olan xammalı seçin
Müsbət və mənfi polar aktiv materiallar, diafraqma materialları və daha yüksək təhlükəsizlik əmsalı olan elektrolitlər seçilməlidir.
a) Müsbət materialın seçilməsi
Katod materiallarının təhlükəsizliyi əsasən aşağıdakı üç aspektə əsaslanır:
1. Materialların termodinamik dayanıqlığı;
2. Materialların kimyəvi dayanıqlığı;
3. Materialların fiziki xassələri.
b) Diafraqma materiallarının seçilməsi
Diafraqmanın əsas funksiyası batareyanın müsbət və mənfi elektrodlarını ayırmaq, müsbət və mənfi elektrodlar arasında təmas nəticəsində yaranan qısaqapanmanın qarşısını almaq və elektrolit ionlarının keçməsini təmin etməkdir, yəni elektron izolyasiyaya və iona malikdir. keçiricilik.Litium ion batareyaları üçün diafraqma seçərkən aşağıdakı məqamlara diqqət yetirilməlidir:
1. Müsbət və mənfi elektrodların mexaniki izolyasiyasını təmin etmək üçün elektron izolyasiyaya malikdir;
2. Aşağı müqavimət və yüksək ion keçiriciliyini təmin etmək üçün müəyyən bir diyafram və gözenekliliyə malikdir;
3. Diafraqma materialı kifayət qədər kimyəvi dayanıqlığa malik olmalı və elektrolit korroziyasına davamlı olmalıdır;
4. Diafraqma avtomatik bağlanmadan mühafizə funksiyasına malik olmalıdır;
5. Diafraqmanın termal büzülməsi və deformasiyası mümkün qədər kiçik olmalıdır;
6. Diafraqma müəyyən qalınlığa malik olmalıdır;
7. Diafraqma güclü fiziki gücə və kifayət qədər deşilmə müqavimətinə malik olmalıdır.
c) Elektrolitin seçilməsi
Elektrolit, batareyanın müsbət və mənfi elektrodları arasında cərəyan ötürmə və keçirmə rolunu oynayan litium-ion batareyasının mühüm hissəsidir.Litium ion batareyalarında istifadə olunan elektrolit, üzvi aprotik qarışıq həlledicilərdə müvafiq litium duzlarının həll edilməsi ilə əmələ gələn elektrolit məhluludur.O, ümumiyyətlə aşağıdakı tələblərə cavab verməlidir:
1. Yaxşı kimyəvi sabitlik, elektrod aktiv maddə, kollektor mayesi və diafraqma ilə kimyəvi reaksiya yoxdur;
2. Geniş elektrokimyəvi pəncərə ilə yaxşı elektrokimyəvi sabitlik;
3. Yüksək litium-ion keçiriciliyi və aşağı elektron keçiriciliyi;
4. Maye temperaturunun geniş diapazonu;
5. Təhlükəsiz, toksik olmayan və ekoloji cəhətdən təmizdir.
(2) Hüceyrənin ümumi təhlükəsizlik dizaynını gücləndirin
Batareya hüceyrəsi batareyanın müxtəlif materiallarını və müsbət qütbün, mənfi qütbün, diafraqmanın, qapağın və qablaşdırma filminin inteqrasiyasını birləşdirən əlaqədir.Hüceyrə strukturunun dizaynı yalnız müxtəlif materialların işinə təsir etmir, həm də batareyanın ümumi elektrokimyəvi performansına və təhlükəsizlik göstəricilərinə mühüm təsir göstərir.Materialların seçilməsi və əsas strukturun dizaynı yalnız yerli ilə bütövlük arasında bir növ əlaqədir.Nüvənin dizaynında, ağlabatan quruluş rejimi material xüsusiyyətlərinə uyğun olaraq tərtib edilməlidir.
Bundan əlavə, litium batareyanın strukturu üçün bəzi əlavə qoruyucu qurğular nəzərdən keçirilə bilər.Ümumi qoruyucu mexanizmlər aşağıdakılardır:
a) Keçid elementi qəbul edilir.Batareyanın içərisindəki temperatur yüksəldikdə, onun müqavimət dəyəri müvafiq olaraq artacaq.Temperatur çox yüksək olduqda, enerji təchizatı avtomatik olaraq dayandırılacaq;
b) Təhlükəsizlik klapanını quraşdırın (yəni batareyanın yuxarı hissəsindəki hava çıxışı).Batareyanın daxili təzyiqi müəyyən bir dəyərə yüksəldikdə, batareyanın təhlükəsizliyini təmin etmək üçün təhlükəsizlik klapan avtomatik olaraq açılacaqdır.
Elektrik nüvəsi strukturunun təhlükəsizlik dizaynına dair bəzi nümunələr:
1. Müsbət və mənfi qütb tutumu nisbəti və dizayn ölçüsü dilimi
Müsbət və mənfi elektrod materiallarının xüsusiyyətlərinə uyğun olaraq müsbət və mənfi elektrodların uyğun tutum nisbətini seçin.Hüceyrənin müsbət və mənfi elektrod tutumunun nisbəti litium-ion batareyalarının təhlükəsizliyi ilə əlaqəli vacib bir əlaqədir.Müsbət elektrod tutumu çox böyükdürsə, metal litium mənfi elektrodun səthində çökəcək, mənfi elektrod tutumu çox böyükdürsə, batareyanın tutumu çox itiriləcəkdir.Ümumiyyətlə, N/P=1.05-1.15 və müvafiq seçim faktiki batareya tutumu və təhlükəsizlik tələblərinə uyğun olaraq aparılmalıdır.Böyük və kiçik hissələr elə tərtib edilməlidir ki, mənfi pastanın (aktiv maddənin) mövqeyi müsbət pastanın mövqeyini əhatə etsin (aşsın).Ümumiyyətlə, eni 1 ~ 5 mm, uzunluğu isə 5 ~ 10 mm daha böyük olmalıdır.
2. Diafraqmanın eni üçün ehtiyat
Diafraqma eni dizaynının ümumi prinsipi müsbət və mənfi elektrodlar arasında birbaşa təmas nəticəsində yaranan daxili qısaqapanmanın qarşısını almaqdır.Diafraqmanın termal büzülməsi akkumulyatorun doldurulması və boşaldılması zamanı və termal şok və digər mühitlərdə diafraqmanın uzunluq və en istiqamətində deformasiyasına səbəb olduğundan, diafraqmanın bükülmüş sahəsinin qütbləşməsi müsbət olanlar arasındakı məsafənin artması səbəbindən artır. və mənfi elektrodlar;Diafraqmanın incəlməsi səbəbindən diafraqmanın uzanma sahəsində mikro qısaqapanma ehtimalı artır;Diafraqmanın kənarındakı büzülmə müsbət və mənfi elektrodlar və daxili qısaqapanma arasında birbaşa təmasa səbəb ola bilər ki, bu da batareyanın termal qaçması səbəbindən təhlükə yarada bilər.Buna görə də, akkumulyatorun layihələndirilməsi zamanı diafraqmanın sahəsinin və eninin istifadəsində onun büzülmə xüsusiyyətləri nəzərə alınmalıdır.İzolyasiya filmi anod və katoddan daha böyük olmalıdır.Proses səhvinə əlavə olaraq, izolyasiya filmi elektrod parçasının xarici tərəfdən ən azı 0,1 mm uzun olmalıdır.
3. İzolyasiya müalicəsi
Daxili qısaqapanma litium-ion batareyanın potensial təhlükəsizlik təhlükəsində mühüm amildir.Hüceyrənin struktur dizaynında daxili qısaqapanmaya səbəb olan bir çox potensial təhlükəli hissələr var.Buna görə də, müsbət və mənfi elektrod qulaqları arasında lazımi məsafənin saxlanması kimi anormal şəraitdə batareyada daxili qısaqapanmanın qarşısını almaq üçün bu əsas mövqelərdə lazımi tədbirlər və ya izolyasiya qurulmalıdır;İzolyasiya lenti tək ucun ortasına yapışdırılmamış vəziyyətdə yapışdırılmalı və bütün açıq hissələr örtülməlidir;İzolyasiya lenti müsbət alüminium folqa və mənfi aktiv maddə arasında yapışdırılmalıdır;Qulaqlığın qaynaq hissəsi tamamilə izolyasiya lenti ilə örtülməlidir;Elektrik nüvəsinin yuxarı hissəsində izolyasiya lenti istifadə olunur.
4.Təhlükəsizlik klapanının qurulması (təzyiq relyef cihazı)
Litium ion batareyaları təhlükəlidir, çünki adətən daxili temperatur çox yüksəkdir və ya təzyiq partlayış və yanğına səbəb olmaq üçün çox yüksəkdir;Ağlabatan təzyiq relyef cihazı təhlükə halında batareyanın içindəki təzyiqi və istiliyi sürətlə azad edə və partlayış riskini azalda bilər.Ağlabatan təzyiqin azaldılması cihazı normal işləmə zamanı yalnız batareyanın daxili təzyiqinə cavab verməməli, həm də daxili təzyiq təhlükə həddinə çatdıqda təzyiqi buraxmaq üçün avtomatik olaraq açılmalıdır.Təzyiq azaldıcı qurğunun tənzimləmə mövqeyi daxili təzyiqin artması ilə əlaqədar akkumulyator qabığının deformasiya xüsusiyyətləri nəzərə alınmaqla layihələndirilməlidir;Təhlükəsizlik klapanının dizaynı lopa, kənarlar, tikişlər və çentiklər ilə həyata keçirilə bilər.
(3) Proses səviyyəsini təkmilləşdirin
Hüceyrənin istehsal prosesini standartlaşdırmaq və standartlaşdırmaq üçün səy göstərilməlidir.Qarışdırma, örtmə, bişirmə, sıxma, dilimləmə və sarma mərhələlərində standartlaşdırmanı formalaşdırmaq (məsələn, diafraqmanın eni, elektrolit yeridilməsi həcmi və s.), proses vasitələrini təkmilləşdirmək (məsələn, aşağı təzyiqli enjeksiyon üsulu, mərkəzdənqaçma qablaşdırma üsulu və s.) , prosesə nəzarətdə yaxşı iş görmək, prosesin keyfiyyətini təmin etmək və məhsullar arasında fərqləri daraltmaq;Təhlükəsizliyə təsir edən əsas addımlarda (məsələn, elektrod parçasının qapaqlarının təmizlənməsi, tozun süpürülməsi, müxtəlif materiallar üçün müxtəlif qaynaq üsulları və s.) xüsusi iş mərhələləri təyin edin, standartlaşdırılmış keyfiyyət monitorinqini həyata keçirin, qüsurlu hissələri aradan qaldırın və qüsurlu məhsulları aradan qaldırın (məsələn, elektrod parçasının deformasiyası kimi). elektrod parçası, diafraqmanın ponksiyonu, aktiv materialın düşməsi, elektrolit sızması və s.);İstehsal sahəsini təmiz və səliqəli saxlayın, 5S idarəetməsini və 6 siqma keyfiyyətə nəzarəti həyata keçirin, istehsalda çirklərin və nəmin qarışmasının qarşısını alın və istehsalatda baş verən qəzaların təhlükəsizliyə təsirini minimuma endirin.
Göndərmə vaxtı: 16 noyabr 2022-ci il