Lityum pil hücresinin güvenlik tasarımını etkileyen faktör nedir? Pil hücresinin genel güvenlik tasarımını güçlendirin
Pil hücresi, pilin çeşitli maddelerini birleştiren bağlantıdır. Pozitif elektrot, negatif elektrot, diyafram, sekme ve paketleme filminin entegrasyonudur. Pil hücresinin yapısal tasarımı yalnızca çeşitli malzemelerin performansını etkilemez, aynı zamanda pilin genelini de etkiler. Elektrokimyasal performans ve güvenlik performansı önemli bir etkiye sahiptir. Malzeme seçimi ve hücre yapısının tasarımı tam olarak parça ve bütün arasındaki ilişkidir. Hücre tasarımında malzeme özellikleriyle birlikte makul bir yapısal model formüle edilmelidir.
Ayrıca lityum pillerin yapısında bazı ek koruma cihazları da düşünülebilir. Ortak koruma mekanizmaları şu şekilde tasarlanmıştır:
1 Bir anahtarlama elemanı kullanarak, pilin sıcaklığı yükseldiğinde direnç değeri artar ve sıcaklık çok yüksek olduğunda güç kaynağını otomatik olarak durdurur;
2 Emniyet valfini (yani akünün üst kısmındaki havalandırma deliğini) ayarlayın, akünün iç basıncı belirli bir değere yükseldiğinde, akünün güvenliğini sağlamak için emniyet valfi otomatik olarak açılacaktır.
Aşağıda hücre yapısının güvenlik tasarımına ilişkin bazı örnekler verilmiştir:
a) Pozitif ve negatif kapasite oranı ve tasarım büyüklüğü
Pozitif ve negatif malzemelerin özelliklerine göre pozitif ve negatif elektrotların uygun kapasite oranını seçin. Hücrelerin pozitif ve negatif kapasitelerinin oranı, lityum iyon pillerin güvenliği ile ilgili önemli bir bağlantıdır. Pozitif kapasite çok büyükse, negatif elektrotun yüzeyinde metal lityum görünecektir. Negatif elektrot çok büyükse pilin kapasitesi büyük ölçüde kaybolacaktır. Genel olarak konuşursak, N/P=1,05~1,15 ve gerçek pil kapasitesi ve güvenlik gereksinimlerine göre uygun bir seçim yapın. Negatif elektrot macununun (aktif malzeme) konumu pozitif elektrot macununun konumunu kaplayacak (daha büyük) olacak şekilde büyük ve küçük parçalar tasarlayın. Genellikle genişlik 1-5 mm daha büyük, uzunluk ise 5-10 mm daha büyük olmalıdır.
b) Diyaframın genişliği için bir marj vardır
Diyafram genişliği tasarımının genel prensibi, pozitif ve negatif elektrotların doğrudan temasından kaynaklanan dahili kısa devreyi önlemektir. Pilin şarj ve deşarj işlemi sırasında ve termal şok ortamında diyaframın termal büzülmesi nedeniyle diyafram uzunluk ve genişlik yönünde, diyafram ise uzunluk ve genişlik yönünde deforme olur. Buruşuk alan, pozitif ve negatif elektrotlar arasındaki mesafenin artmasına bağlı olarak polarizasyonu arttırır; Diyaframın gerilmiş alanı, diyaframın incelmesine bağlı olarak mikro kısa devre olasılığını artırır; Diyaframın kenar alanının daralması, pozitif ve negatif elektrotların doğrudan bağlanmasına yol açabilir. Temas ve dahili kısa devreler meydana gelir ve bu durum aküyü termal kaçak nedeniyle tehlikeli hale getirebilir. Bu nedenle, bir pil tasarlarken ayırıcının alanı ve genişliği kullanılırken büzülme özellikleri dikkate alınmalıdır ve ayırıcı anot ve katottan daha büyüktür. İşlem hatası dikkate alınarak izolasyon filminin kutup parçasının dış kenarından en az 0,1 mm daha uzun olması gerekmektedir.
c) Yalıtım işlemi
Dahili kısa devre, lityum iyon pillerin potansiyel güvenlik tehlikeleri açısından önemli bir faktördür. Pil hücresinin yapısal tasarımında dahili kısa devreye neden olabilecek birçok tehlikeli parça bulunmaktadır. Bu nedenle anormal durumları önlemek için bu anahtar konumlarında gerekli önlemlerin alınması veya izolasyonun yapılması gerekmektedir. Pilde kısa devre olması durumunda, örneğin: pozitif ve negatif kulaklar arasında gerekli mesafeyi koruyun; izolasyon bandını ucunun bir tarafına macunsuz olarak ortasına yerleştirin ve açıkta kalan tüm parçaları kapatın; pozitif alüminyum folyo ile negatif aktif malzeme arasına yalıtım bandı yapıştırın; uygulama Yalıtım bandı tırnakların tüm kaynak kısımlarını kaplayacaktır; Hücrenin üst kısmında izolasyon bandı kullanılmıştır.
d) Emniyet valfini ayarlayın (basınç tahliye cihazı)
Lityum-iyon piller, genellikle aşırı iç sıcaklık veya aşırı basınç nedeniyle patlamalara ve yangınlara neden olan tehlikelidir; Makul bir basınç tahliye cihazının ayarlanması, tehlike oluştuğunda pilin içindeki basıncı ve ısıyı hızlı bir şekilde serbest bırakabilir ve patlama riskini azaltabilir. Makul bir basınç tahliye cihazı, yalnızca normal çalışma sırasında bataryanın iç basıncını karşılamak için değil, aynı zamanda iç basınç tehlikeli sınıra ulaştığında basıncı tahliye etmek için otomatik olarak açmak için de gereklidir. Tasarıma yönelik deformasyon özellikleri; Emniyet valfinin tasarımı lamellerle, kenarlarla, dikişlerle ve çentiklerle sağlanabilir.
3 İşçilik seviyesini geliştirin
Pil hücresi üretim sürecinin standardizasyonu ve standardizasyonu konusunda iyi bir iş çıkarma çabaları. Karıştırma, kaplama, pişirme, sıkıştırma, dilimleme ve sarma adımlarında standardizasyonu formüle edin (diyafram genişliği, elektrolit enjeksiyon hacmi vb. gibi) ve proses yöntemlerini iyileştirin (düşük basınçlı enjeksiyon yöntemi, santrifüj Kabuk yöntemi vb. gibi). .), süreç kontrolünde iyi iş çıkarmak, süreç kalitesini sağlamak ve ürünler arasındaki farkı azaltmak; Güvenlik üzerinde etkisi olan önemli adımlarda (çapak alma, toz süpürme ve farklı malzemeler için farklı kaynaklama gibi) özel adımlar oluşturun. yöntemler, vb.), standartlaştırılmış kalite izleme uygulamak, kusurlu parçaları ortadan kaldırmak ve kusurlu ürünleri (kutup parçası deformasyonu, diyafram delinmesi, aktif malzeme dökülmesi ve elektrolit sızıntısı vb. gibi) hariç tutmak; üretim sahasını düzenli ve temiz tutun ve yabancı maddelerin ve nemin üretime karışmasını önlemek ve üretimdeki beklenmedik durumların güvenlik üzerindeki etkisini en aza indirmek için 5S yönetimi ve 6 -Sigma kalite kontrolünü uygulayın.
