Mikä tekijä vaikuttaa litiumakkukennon turvallisuussuunnitteluun? Vahvista akkukennon yleistä turvallisuussuunnittelua
Akkukenno on linkki, joka yhdistää akun eri aineet. Se on positiivisen elektrodin, negatiivisen elektrodin, kalvon, kielekkeen ja pakkauskalvon integrointi. Akkukennon rakenne ei vaikuta vain eri materiaalien suorituskykyyn, vaan myös koko akkuun. Sähkökemiallisella suorituskyvyllä ja turvallisuussuorituskyvyllä on tärkeä vaikutus. Materiaalien valinta ja solurakenteen suunnittelu ovat juuri osan ja kokonaisuuden välinen suhde. Solun suunnittelussa tulee muotoilla järkevä rakennemalli yhdistettynä materiaalin ominaisuuksiin.
Lisäksi joitain lisäsuojalaitteita voidaan harkita myös litiumakkujen rakenteessa. Yleiset suojamekanismit on suunniteltu seuraavasti:
1 Kytkinelementin avulla akun lämpötilan noustessa sen vastusarvo nousee, ja kun lämpötila on liian korkea, se katkaisee automaattisesti virransyötön;
2 Aseta varoventtiili (eli akun päällä oleva tuuletusaukko), kun akun sisäinen paine nousee tiettyyn arvoon, varoventtiili avautuu automaattisesti varmistaakseen akun turvallisuuden.
Seuraavassa on joitain esimerkkejä kennorakenteen turvallisuussuunnittelusta:
a) Positiivinen ja negatiivinen kapasiteettisuhde ja suunnittelukoko
Valitse positiivisten ja negatiivisten elektrodien sopiva kapasiteettisuhde positiivisten ja negatiivisten materiaalien ominaisuuksien mukaan. Kennojen positiivisen ja negatiivisen kapasiteetin suhde on tärkeä linkki litiumioniakkujen turvallisuuteen liittyen. Jos positiivinen kapasiteetti on liian suuri, metallilitiumia ilmestyy negatiivisen elektrodin pinnalle. Jos negatiivinen elektrodi on liian suuri, akun kapasiteetti heikkenee huomattavasti. Yleisesti ottaen N/P = 1,05–1,15 ja tee sopiva valinta akun todellisen kapasiteetin ja turvallisuusvaatimusten mukaan. Suunnittele suuret ja pienet kappaleet siten, että negatiivisen elektrodipastan (aktiivisen materiaalin) sijainti peittää (suuremmin kuin) positiivisen elektrodipastan sijainnin. Yleensä leveyden tulee olla 1-5 mm suurempi ja pituuden 5-10 mm suurempi.
b) Kalvon leveydelle on varattu marginaali
Kalvon leveyden suunnittelun yleinen periaate on estää sisäinen oikosulku, joka johtuu positiivisten ja negatiivisten elektrodien suorasta kosketuksesta. Kalvon lämpökutistuminen akun lataus- ja purkuprosessin aikana ja lämpöshokkiympäristössä kalvo vääntyy pituus- ja leveyssuunnassa ja kalvo muotoutuu pituus- ja leveyssuunnassa. Ryppyinen alue lisää polarisaatiota johtuen positiivisten ja negatiivisten elektrodien välisen etäisyyden kasvamisesta; kalvon venytetty alue lisää mikrooikosulun mahdollisuutta kalvon ohenemisesta johtuen; kalvon reuna-alueen kutistuminen voi johtaa positiivisen ja negatiivisen elektrodin suoraan liittämiseen. Tapahtuu kosketus- ja sisäisiä oikosulkuja, jotka voivat tehdä akusta vaarallisen lämmön karkaamisen vuoksi. Siksi akkua suunniteltaessa erottimen pinta-alan ja leveyden käytössä on otettava huomioon sen kutistumisominaisuudet, ja erotin on suurempi kuin anodi ja katodi. Prosessivirhe huomioon ottaen eristyskalvon tulee olla vähintään 0,1 mm pidempi kuin napakappaleen ulkoreuna.
c) Eristyskäsittely
Sisäinen oikosulku on tärkeä tekijä litiumioniakkujen mahdollisille turvallisuusvaaroille. Akkukennon rakennesuunnittelussa on monia mahdollisesti vaarallisia osia, jotka aiheuttavat sisäisen oikosulun. Siksi näihin avainkohtiin on asetettava tarvittavat toimenpiteet tai eristys epänormaalien tilan estämiseksi. Jos akussa tapahtuu oikosulku, esimerkiksi: säilytä tarvittava etäisyys positiivisten ja negatiivisten korvien välillä; aseta eristenauha keskelle ilman tahnaa pään toiselle puolelle ja peitä kaikki paljaat osat; kiinnitä eristenauha positiivisen alumiinifolion ja negatiivisen aktiivisen materiaalin väliin; käyttö Eristenauha peittää kaikki kielekkeiden hitsausosat; kennon päällä käytetään eristeteippiä.
d) Aseta varoventtiili (paineenrajoituslaite)
Litiumioniakut ovat vaarallisia, usein liian korkean sisäisen lämpötilan tai liiallisen paineen vuoksi, aiheuttaen räjähdyksiä ja tulipaloja; kohtuullisen paineenalennuslaitteen asettaminen voi vapauttaa nopeasti akun sisällä olevan paineen ja lämmön vaaran sattuessa, mikä vähentää räjähdysvaaraa. Kohtuullinen paineenalennuslaite vaaditaan, jotta se ei ainoastaan täytä akun sisäistä painetta normaalin käytön aikana, vaan myös avautuu automaattisesti vapauttamaan painetta, kun sisäinen paine saavuttaa vaarallisen rajan. Muodonmuutosominaisuudet suunnitteluun; Varoventtiilin suunnittelu voidaan saavuttaa lamellien, reunojen, saumojen ja lovien avulla.
3 Paranna käsityötaitoa
Pyrkimys tehdä hyvää työtä akkukennojen tuotantoprosessin standardoinnissa ja standardoinnissa. Sekoitus-, päällystys-, paistamis-, tiivistys-, halkaisu- ja kelausvaiheissa muotoile standardisointi (kuten kalvon leveys, elektrolyytin ruiskutustilavuus jne.) ja paranna prosessimenetelmiä (kuten matalapaineruiskutusmenetelmä, keskipakoinen Shell-menetelmä jne. .), tehdä hyvää työtä prosessin ohjauksessa, varmistaa prosessin laatu ja vähentää tuotteiden välistä eroa; määritä erityisvaiheet turvallisuuteen vaikuttavissa avainvaiheissa (kuten purseenpoisto, jauhelakaisu ja erilainen hitsaus eri materiaaleille). menetelmät jne.), toteuttaa standardoitu laadunvalvonta, poistaa vialliset osat ja sulkea pois vialliset tuotteet (kuten napakappaleen muodonmuutos, kalvon puhkeaminen, aktiivisen materiaalin irtoaminen ja elektrolyyttivuoto jne.); pitää tuotantopaikka siistinä ja puhtaana sekä ottaa käyttöön 5S-hallinta ja 6-Sigma laadunvalvonta estääkseen epäpuhtauksien ja kosteuden sekoittumisen tuotannossa ja minimoivat tuotannon odottamattomien tilanteiden vaikutukset turvallisuuteen.
