3. Turvatehnoloogia
Kuigi liitiumioonakudel on palju varjatud ohte, suudavad need konkreetsetes kasutustingimustes ja teatud meetmetega tõhusalt kontrollida kõrvalreaktsioonide ja ägedate reaktsioonide tekkimist akuelementides, et tagada nende ohutu kasutamine.Järgnevalt on lühike sissejuhatus mitmetele liitiumioonakude puhul sagedamini kasutatavatele ohutustehnoloogiatele.
(1) Valige kõrgema ohutusteguriga toorained
Valitakse positiivsed ja negatiivsed polaarsed aktiivmaterjalid, membraanimaterjalid ja elektrolüüdid, millel on suurem ohutusfaktor.
a) Positiivse materjali valik
Katoodimaterjalide ohutus põhineb peamiselt kolmel järgmisel aspektil:
1. Materjalide termodünaamiline stabiilsus;
2. materjalide keemiline stabiilsus;
3. Materjalide füüsikalised omadused.
b) Diafragma materjalide valik
Diafragma põhiülesanne on eraldada aku positiivsed ja negatiivsed elektroodid, vältida positiivsete ja negatiivsete elektroodide kokkupuutel tekkivat lühist ning võimaldada elektrolüütide ioonide läbimist, see tähendab, et sellel on elektrooniline isolatsioon ja ioonid. juhtivus.Liitiumioonakude membraani valimisel tuleb arvestada järgmiste punktidega:
1. Sellel on elektrooniline isolatsioon, mis tagab positiivsete ja negatiivsete elektroodide mehaanilise isolatsiooni;
2. sellel on teatud ava ja poorsus, et tagada madal takistus ja kõrge ioonjuhtivus;
3. Diafragma materjal peab olema piisava keemilise stabiilsusega ja vastupidav elektrolüütide korrosioonile;
4. Diafragmal peab olema automaatse väljalülituskaitse funktsioon;
5. Diafragma termiline kokkutõmbumine ja deformatsioon peavad olema võimalikult väikesed;
6. Diafragma paksus peab olema teatud;
7. Diafragmal peab olema tugev füüsiline tugevus ja piisav torkekindlus.
c) Elektrolüüdi valik
Elektrolüüt on liitiumioonaku oluline osa, mis täidab voolu edastamise ja juhtimise rolli aku positiivse ja negatiivse elektroodi vahel.Liitiumioonakudes kasutatav elektrolüüt on elektrolüüdilahus, mis saadakse sobivate liitiumisoolade lahustamisel orgaanilistes aprotoonsetes lahustites.See peab üldjuhul vastama järgmistele nõuetele:
1. Hea keemiline stabiilsus, puudub keemiline reaktsioon elektroodi toimeainega, kollektorivedelik ja membraan;
2. hea elektrokeemiline stabiilsus, laia elektrokeemilise aknaga;
3. kõrge liitiumiooni juhtivus ja madal elektrooniline juhtivus;
4. Lai vedeliku temperatuurivahemik;
5. See on ohutu, mittetoksiline ja keskkonnasõbralik.
(2) Tugevdada raku üldist ohutuskonstruktsiooni
Akuelement on lüli, mis ühendab aku erinevaid materjale ning positiivse pooluse, negatiivse pooluse, membraani, kõrva ja pakkekile integratsiooni.Elementide struktuuri konstruktsioon ei mõjuta mitte ainult erinevate materjalide jõudlust, vaid mõjutab oluliselt ka aku üldist elektrokeemilist jõudlust ja ohutust.Materjalide valik ja põhistruktuuri kujundus on vaid omamoodi suhe kohaliku ja terviku vahel.Südamiku projekteerimisel tuleks mõistlik struktuurirežiim sõnastada vastavalt materjali omadustele.
Lisaks võib liitiumaku struktuuri jaoks kaaluda mõningaid täiendavaid kaitseseadmeid.Levinud kaitsemehhanismid on järgmised:
a) Lüliti element võetakse kasutusele.Kui aku sees temperatuur tõuseb, tõuseb selle takistuse väärtus vastavalt.Kui temperatuur on liiga kõrge, lülitub toide automaatselt välja;
b) Seadke kaitseklapp (st õhuava aku ülaosas).Kui aku siserõhk tõuseb teatud väärtuseni, avaneb kaitseklapp automaatselt, et tagada aku ohutus.
Siin on mõned näited elektrilise südamiku konstruktsiooni ohutuskonstruktsioonist:
1. Positiivse ja negatiivse pooluste läbilaskevõime suhe ja disaini suuruse viil
Valige positiivsete ja negatiivsete elektroodide sobiv võimsuse suhe vastavalt positiivsete ja negatiivsete elektroodide materjalide omadustele.Elementi positiivse ja negatiivse elektroodi mahutavuse suhe on liitiumioonakude ohutusega seotud oluline lüli.Kui positiivse elektroodi mahutavus on liiga suur, sadestub metallist liitium negatiivse elektroodi pinnale, samas kui negatiivse elektroodi mahutavus on liiga suur, kaob aku mahtuvus oluliselt.Üldiselt N/P = 1,05–1,15 ja asjakohane valik tehakse vastavalt aku tegelikule mahutavusele ja ohutusnõuetele.Suured ja väikesed tükid projekteeritakse nii, et negatiivse pasta (toimeaine) asend ümbritseb (ületab) positiivse pasta positsiooni.Üldjuhul peab laius olema 1–5 mm suurem ja pikkus 5–10 mm suurem.
2. Diafragma laiuse varu
Diafragma laiuse disaini üldpõhimõte on vältida sisemist lühist, mis on põhjustatud positiivsete ja negatiivsete elektroodide vahelisest otsesest kokkupuutest.Kuna membraani termiline kokkutõmbumine põhjustab membraani deformatsiooni pikkuse ja laiuse suunas aku laadimise ja tühjenemise ajal ning termilise šoki ja muudes keskkondades, suureneb membraani volditud ala polarisatsioon positiivsete vahelise kauguse suurenemise tõttu. ja negatiivsed elektroodid;Diafragma hõrenemise tõttu suureneb mikrolühise võimalus diafragma venituspiirkonnas;Diafragma serva kokkutõmbumine võib põhjustada positiivse ja negatiivse elektroodi vahelise otsese kontakti ning sisemise lühise, mis võib põhjustada aku termilise äravoolu tõttu ohtu.Seetõttu tuleb aku projekteerimisel membraani pindala ja laiuse kasutamisel arvestada selle kokkutõmbumisnäitajatega.Isolatsioonikile peaks olema suurem kui anood ja katood.Lisaks protsessi veale peab isolatsioonikile olema vähemalt 0,1 mm pikem kui elektroodi detaili väliskülg.
3.Isolatsioonitöötlus
Sisemine lühis on liitium-ioonaku võimaliku ohutusohu oluline tegur.Lahtri konstruktsioonis on palju potentsiaalselt ohtlikke osi, mis põhjustavad sisemist lühist.Seetõttu tuleks nendesse võtmeasenditesse seada vajalikud meetmed või isolatsioon, et vältida aku sisemist lühist ebatavalistes tingimustes, näiteks säilitada vajalikku vahekaugust positiivse ja negatiivse elektroodi kõrvade vahel;Isolatsioonilint tuleb kleepida mittekleebitavasse kohta ühe otsa keskele ja kõik avatud osad tuleb kinni katta;Positiivse alumiiniumfooliumi ja negatiivse toimeaine vahele kleebitakse isoleerteip;Kõrva keevitusosa peab olema täielikult kaetud isoleerlindiga;Elektrilise südamiku ülaosas kasutatakse isoleerlinti.
4. Kaitseklapi (rõhualandusseadme) seadistamine
Liitiumioonakud on ohtlikud, tavaliselt seetõttu, et sisetemperatuur on liiga kõrge või rõhk liiga kõrge, et põhjustada plahvatust ja tulekahju;Mõistlik rõhulangetusseade võib ohu korral kiiresti vabastada akus oleva rõhu ja kuumuse ning vähendada plahvatusohtu.Mõistlik rõhulangetusseade ei vasta mitte ainult aku siserõhule normaalse töö ajal, vaid ka automaatselt avanema, et rõhk vabastada, kui siserõhk jõuab ohupiirini.Rõhualandusseadise seadistusasend tuleb kavandada arvestades aku kesta deformatsiooniomadusi siserõhu suurenemise tõttu;Kaitseklapi konstruktsiooni saab realiseerida helveste, servade, õmbluste ja täkete abil.
(3) Parandada protsessi taset
Tuleks teha jõupingutusi raku tootmisprotsessi standardiseerimiseks ja standardiseerimiseks.Segamise, katmise, küpsetamise, tihendamise, lõikamise ja mähkimise etappides formuleerige standardimine (nagu membraani laius, elektrolüüdi sissepritse maht jne), täiustage protsessi vahendeid (nt madalrõhu süstimise meetod, tsentrifugaalpakendamise meetod jne). , teha head tööd protsessi juhtimisel, tagada protsessi kvaliteet ja vähendada toodete erinevusi;Määrake ohutust mõjutavates põhietappides spetsiaalsed tööetapid (nagu elektrooditüki eemaldamine, pulberpühkimine, erinevad keevitusmeetodid erinevate materjalide jaoks jne), rakendage standardiseeritud kvaliteediseiret, kõrvaldage defektsed osad ja kõrvaldage defektsed tooted (nt elektroodi deformatsioon). elektrooditükk, diafragma läbitorkamine, aktiivse materjali mahakukkumine, elektrolüüdi leke jne);Hoidke tootmiskoht puhas ja korras, rakendage 5S juhtimist ja 6-sigma kvaliteedikontrolli, vältige lisandite ja niiskuse segunemist tootmises ning minimeerige tootmises juhtuvate õnnetuste mõju ohutusele.
Postitusaeg: 16.11.2022