Qual é o fator que afeta o design de segurança da célula da bateria de lítio? Reforçar o design geral de segurança da célula da bateria
A célula da bateria é o elo que combina diversas substâncias da bateria. É a integração do eletrodo positivo, eletrodo negativo, diafragma, aba e filme de embalagem. O design estrutural da célula da bateria não afeta apenas o desempenho de vários materiais, mas também afeta a bateria em geral. O desempenho eletroquímico e o desempenho de segurança têm um impacto importante. A seleção dos materiais e o desenho da estrutura celular são exatamente a relação entre a parte e o todo. No projeto da célula, um modelo estrutural razoável deve ser formulado em combinação com as propriedades do material.
Além disso, alguns dispositivos de proteção adicionais também podem ser considerados na estrutura das baterias de lítio. Os mecanismos de proteção comuns são concebidos da seguinte forma:
1 Utilizando um elemento de comutação, quando a temperatura da bateria aumenta, seu valor de resistência aumenta e, quando a temperatura está muito alta, ela interrompe automaticamente o fornecimento de energia;
2 Defina a válvula de segurança (ou seja, o orifício de ventilação na parte superior da bateria), quando a pressão interna da bateria subir para um determinado valor, a válvula de segurança abrirá automaticamente para garantir a segurança da bateria.
A seguir estão alguns exemplos do projeto de segurança da estrutura celular:
a) Relação de capacidade positiva e negativa e tamanho do projeto
Selecione a relação de capacidade apropriada dos eletrodos positivos e negativos de acordo com as características dos materiais positivos e negativos. A relação entre as capacidades positivas e negativas das células é um elo importante relacionado à segurança das baterias de íon-lítio. Se a capacidade positiva for muito grande, o lítio metálico aparecerá na superfície do eletrodo negativo. Se o eletrodo negativo for muito grande, a capacidade da bateria será grandemente perdida. De modo geral, N/P=1,05~1,15, e faça uma escolha apropriada de acordo com a capacidade real da bateria e os requisitos de segurança. Projete peças grandes e pequenas de modo que a posição da pasta do eletrodo negativo (material ativo) cubra (maior que) a posição da pasta do eletrodo positivo. Geralmente, a largura deve ser 1-5 mm maior e o comprimento deve ser 5-10 mm maior.
b) Existe uma margem para a largura do diafragma
O princípio geral do projeto da largura do diafragma é evitar curto-circuito interno devido ao contato direto dos eletrodos positivos e negativos. Devido ao encolhimento térmico do diafragma durante o processo de carga e descarga da bateria e no ambiente de choque térmico, o diafragma é deformado na direção do comprimento e largura, e o diafragma é deformado na direção do comprimento e largura. A área enrugada aumenta a polarização devido ao aumento da distância entre os eletrodos positivo e negativo; a área esticada do diafragma aumenta a possibilidade de microcurto-circuito devido ao adelgaçamento do diafragma; o encolhimento da área da borda do diafragma pode levar à conexão direta dos eletrodos positivo e negativo. Ocorrem curtos-circuitos internos e de contato, o que pode tornar a bateria perigosa devido à fuga térmica. Portanto, ao projetar uma bateria, o uso da área e largura do separador deve considerar suas características de encolhimento, sendo que o separador é maior que o ânodo e o cátodo. Considerando o erro do processo, o filme de isolamento deve ser pelo menos 0,1 mm mais longo que a borda externa da peça polar.
c) Tratamento de isolamento
O curto-circuito interno é um fator importante para os riscos potenciais à segurança das baterias de íons de lítio. Existem muitas peças potencialmente perigosas que causam curto-circuito interno no projeto estrutural da célula da bateria. Portanto, as medidas necessárias ou o isolamento devem ser definidos nestas posições-chave para evitar condições anormais. Em caso de curto-circuito na bateria, por exemplo: mantenha a distância necessária entre as orelhas positiva e negativa; coloque fita isolante no meio sem colar em um dos lados da ponta e cubra todas as partes expostas; cole fita isolante entre a folha de alumínio positiva e o material ativo negativo; aplicação A fita isolante cobrirá todas as partes soldadas das abas; fita isolante é usada na parte superior da célula.
d) Definir válvula de segurança (dispositivo de alívio de pressão)
As baterias de íons de lítio são perigosas, muitas vezes devido à temperatura interna excessiva ou à pressão excessiva, causando explosões e incêndios; definir um dispositivo de alívio de pressão razoável pode liberar rapidamente a pressão e o calor dentro da bateria quando ocorrer perigo, reduzindo o risco de explosão. Um dispositivo de alívio de pressão razoável é necessário não apenas para atender a pressão interna da bateria durante a operação normal, mas também para abrir automaticamente para aliviar a pressão quando a pressão interna atinge o limite perigoso. Características de deformação ao dimensionamento; o projeto da válvula de segurança pode ser obtido por lamelas, bordas, costuras e entalhes.
3 Melhore o nível de habilidade
Esforços para fazer um bom trabalho na padronização e padronização do processo de produção de células de bateria. Nas etapas de mistura, revestimento, cozimento, compactação, corte e enrolamento, formule padronização (como largura do diafragma, volume de injeção de eletrólito, etc.) e melhore os métodos de processo (como método de injeção de baixa pressão, método Shell centrífugo, etc. .), fazer um bom trabalho no controle do processo, garantir a qualidade do processo e reduzir a diferença entre os produtos; configurar etapas especiais em etapas importantes que têm impacto na segurança (como rebarbação, varredura de pó e soldagem diferente para materiais diferentes). métodos, etc.), implementar monitoramento de qualidade padronizado, eliminar peças defeituosas e excluir produtos defeituosos (como deformação da peça polar, perfuração do diafragma, derramamento de material ativo e vazamento de eletrólito, etc.); manter o local de produção arrumado e limpo e implementar o gerenciamento 5S e o controle de qualidade 6-Sigma para evitar que impurezas e umidade se misturem na produção e minimizar o impacto de situações inesperadas na produção na segurança.
