Apakah faktor yang mempengaruhi reka bentuk keselamatan sel bateri litium? Kuatkan reka bentuk keselamatan keseluruhan sel bateri
Sel bateri ialah pautan yang menggabungkan pelbagai bahan bateri. Ia adalah penyepaduan elektrod positif, elektrod negatif, diafragma, tab dan filem pembungkusan. Reka bentuk struktur sel bateri bukan sahaja mempengaruhi prestasi pelbagai bahan, tetapi juga mempengaruhi keseluruhan bateri. Prestasi elektrokimia dan prestasi keselamatan mempunyai kesan penting. Pemilihan bahan dan reka bentuk struktur sel adalah betul-betul hubungan antara bahagian dan keseluruhan. Dalam reka bentuk sel, model struktur yang munasabah harus dirumuskan dalam kombinasi dengan sifat bahan.
Di samping itu, beberapa peranti perlindungan tambahan juga boleh dipertimbangkan dalam struktur bateri litium. Mekanisme perlindungan biasa direka bentuk seperti berikut:
1 Menggunakan elemen pensuisan, apabila suhu dalam bateri meningkat, nilai rintangannya meningkat, dan apabila suhu terlalu tinggi, ia akan menghentikan bekalan kuasa secara automatik;
2 Tetapkan injap keselamatan (iaitu, lubang bolong pada bahagian atas bateri), apabila tekanan dalaman bateri meningkat kepada nilai tertentu, injap keselamatan akan terbuka secara automatik untuk memastikan keselamatan bateri.
Berikut adalah beberapa contoh reka bentuk keselamatan struktur sel:
a) Nisbah kapasiti positif dan negatif dan saiz reka bentuk
Pilih nisbah kapasiti yang sesuai bagi elektrod positif dan negatif mengikut ciri-ciri bahan positif dan negatif. Nisbah kapasiti positif dan negatif sel adalah pautan penting yang berkaitan dengan keselamatan bateri litium-ion. Jika kapasiti positif terlalu besar, litium logam akan muncul pada permukaan elektrod negatif. Jika elektrod negatif terlalu besar, kapasiti bateri akan sangat hilang. Secara umumnya, N/P=1.05～1.15, dan buat pilihan yang sesuai mengikut kapasiti bateri sebenar dan keperluan keselamatan. Reka bentuk kepingan besar dan kecil supaya kedudukan pes elektrod negatif (bahan aktif) meliputi (lebih besar daripada) kedudukan pes elektrod positif. Secara amnya, lebar hendaklah 1-5 mm lebih besar dan panjangnya hendaklah 5-10 mm lebih besar.
b) Terdapat margin untuk lebar diafragma
Prinsip umum reka bentuk lebar diafragma adalah untuk mengelakkan litar pintas dalaman akibat sentuhan langsung elektrod positif dan negatif. Disebabkan pengecutan haba diafragma semasa proses pengecasan dan nyahcas bateri dan dalam persekitaran kejutan haba, diafragma berubah bentuk ke arah panjang dan lebar, dan diafragma berubah bentuk ke arah panjang dan lebar. Kawasan berkedut meningkatkan polarisasi disebabkan oleh peningkatan jarak antara elektrod positif dan negatif; kawasan regangan diafragma meningkatkan kemungkinan litar pintas mikro kerana penipisan diafragma; pengecutan kawasan tepi diafragma boleh membawa kepada sambungan langsung elektrod positif dan negatif. Sentuhan dan litar pintas dalaman berlaku, yang boleh menyebabkan bateri berbahaya kerana pelarian haba. Oleh itu, apabila mereka bentuk bateri, penggunaan kawasan dan lebar pemisah mesti mempertimbangkan ciri-ciri pengecutannya, dan pemisah lebih besar daripada anod dan katod. Memandangkan ralat proses, filem pengasingan mestilah sekurang-kurangnya 0.1mm lebih panjang daripada tepi luar kepingan tiang.
c) Rawatan penebat
Litar pintas dalaman adalah faktor penting untuk potensi bahaya keselamatan bateri litium-ion. Terdapat banyak bahagian yang berpotensi berbahaya yang menyebabkan litar pintas dalaman dalam reka bentuk struktur sel bateri. Oleh itu, langkah-langkah atau penebat yang perlu hendaklah ditetapkan pada kedudukan utama ini untuk mengelakkan keadaan tidak normal. Sekiranya berlaku litar pintas dalam bateri, sebagai contoh: mengekalkan jarak yang diperlukan antara telinga positif dan negatif; letakkan pita penebat di tengah tanpa tampal pada satu sisi hujungnya, dan tutup semua bahagian yang terdedah; melekatkan pita penebat antara kerajang aluminium positif dan bahan aktif negatif; aplikasi Pita penebat akan meliputi semua bahagian kimpalan tab; pita penebat digunakan pada bahagian atas sel.
d) Tetapkan injap keselamatan (alat pelepas tekanan)
Bateri litium-ion adalah berbahaya, selalunya disebabkan oleh suhu dalaman yang berlebihan atau tekanan yang berlebihan, menyebabkan letupan dan kebakaran; menetapkan peranti pelepasan tekanan yang munasabah boleh melepaskan tekanan dan haba di dalam bateri dengan cepat apabila bahaya berlaku, mengurangkan risiko letupan. Peranti pelepasan tekanan yang munasabah diperlukan untuk bukan sahaja memenuhi tekanan dalaman bateri semasa operasi biasa, tetapi juga terbuka secara automatik untuk melegakan tekanan apabila tekanan dalaman mencapai had berbahaya. Ciri-ciri ubah bentuk kepada reka bentuk; reka bentuk injap keselamatan boleh dicapai dengan lamela, tepi, jahitan dan takuk.
3 Meningkatkan tahap ketukangan
Usaha untuk melakukan kerja yang baik dalam penyeragaman dan penyeragaman proses pengeluaran sel bateri. Dalam langkah-langkah pencampuran, salutan, penaik, pemadatan, belahan dan penggulungan, rumuskan penyeragaman (seperti lebar diafragma, isipadu suntikan elektrolit, dll.), dan menambah baik kaedah proses (seperti kaedah suntikan tekanan rendah, kaedah Shell emparan, dsb. .), melakukan kerja yang baik dalam kawalan proses, memastikan kualiti proses, dan mengurangkan perbezaan antara produk; sediakan langkah khas dalam langkah utama yang mempunyai kesan ke atas keselamatan (seperti deburring, sapu serbuk dan kimpalan berbeza untuk bahan yang berbeza). kaedah, dsb.), melaksanakan pemantauan kualiti piawai, menghapuskan bahagian yang rosak, dan mengecualikan produk yang rosak (seperti ubah bentuk bahagian tiang, tusukan diafragma, penumpahan bahan aktif dan kebocoran elektrolit, dsb.); pastikan tapak pengeluaran kemas dan bersih, dan laksanakan pengurusan 5S dan kawalan kualiti 6 -Sigma untuk mengelakkan kekotoran dan lembapan daripada bercampur dalam pengeluaran dan meminimumkan kesan situasi yang tidak dijangka dalam pengeluaran terhadap keselamatan.
