3. Қауіпсіздік технологиясы
Литий-иондық батареялардың көптеген жасырын қауіптері болса да, пайдаланудың нақты шарттарында және белгілі бір шаралармен олар қауіпсіз пайдалануды қамтамасыз ету үшін батарея ұяшықтарында жанама реакциялар мен зорлық-зомбылық реакцияларының пайда болуын тиімді басқара алады.Төменде литий-иондық батареялар үшін жиі қолданылатын бірнеше қауіпсіздік технологияларына қысқаша кіріспе берілген.
（1） Қауіпсіздік коэффициенті жоғары шикізатты таңдаңыз
Оң және теріс полярлық белсенді материалдар, диафрагма материалдары және қауіпсіздік коэффициенті жоғары электролиттер таңдалуы керек.
а) Позитивті материалды таңдау
Катодты материалдардың қауіпсіздігі негізінен келесі үш аспектіге негізделген:
1. Материалдардың термодинамикалық тұрақтылығы;
2. Материалдардың химиялық тұрақтылығы;
3. Материалдардың физикалық қасиеттері.
б) Диафрагма материалдарын таңдау
Диафрагманың негізгі қызметі аккумулятордың оң және теріс электродтарын ажырату, оң және теріс электродтардың жанасуынан туындаған қысқа тұйықталудың алдын алу және электролит иондарының өтуін қамтамасыз ету, яғни оның электронды оқшаулауы және иондары бар. өткізгіштік.Литий-ионды аккумуляторлар үшін диафрагманы таңдағанда келесі тармақтарды ескеру қажет:
1. Оң және теріс электродтардың механикалық оқшаулануын қамтамасыз ету үшін электронды оқшаулау бар;
2. Төмен қарсылықты және жоғары иондық өткізгіштікті қамтамасыз ету үшін оның белгілі бір апертурасы мен кеуектілігі бар;
3. Диафрагма материалы жеткілікті химиялық тұрақтылыққа ие және электролит коррозиясына төзімді болуы керек;
4. Диафрагманың автоматты өшіруден қорғау функциясы болуы керек;
5. Диафрагманың термиялық шөгуі мен деформациясы мүмкіндігінше аз болуы керек;
6. Диафрагманың белгілі бір қалыңдығы болуы керек;
7. Диафрагманың күшті физикалық күші және тесуге жеткілікті төзімділігі болуы керек.
в) Электролитті таңдау
Электролит литий-иондық аккумулятордың маңызды бөлігі болып табылады, ол аккумулятордың оң және теріс электродтары арасында ток беру және өткізу рөлін атқарады.Литий-ионды батареяларда қолданылатын электролит органикалық апротикалық аралас еріткіштерде сәйкес литий тұздарын еріту арқылы түзілетін электролит ерітіндісі болып табылады.Ол әдетте келесі талаптарға сай болуы керек:
1. Жақсы химиялық тұрақтылық, электродтың белсенді затымен, коллекторлық сұйықтықпен және диафрагмамен химиялық реакция жоқ;
2. Жақсы электрохимиялық тұрақтылық, кең электрохимиялық терезесі бар;
3. Литий-ионды өткізгіштігі жоғары және электронды өткізгіштігі төмен;
4. Сұйықтық температурасының кең диапазоны;
5. Қауіпсіз, улы емес және экологиялық таза.
(2) Ұяшықтың жалпы қауіпсіздік дизайнын күшейтіңіз
Батарея ұяшығы - бұл аккумулятордың әртүрлі материалдарын біріктіретін және оң полюсті, теріс полюсті, диафрагманы, құлақшаны және орауыш пленканы біріктіретін сілтеме.Ұяшық құрылымының дизайны әртүрлі материалдардың өнімділігіне әсер етіп қана қоймайды, сонымен қатар аккумулятордың жалпы электрохимиялық көрсеткіштеріне және қауіпсіздік көрсеткіштеріне маңызды әсер етеді.Материалдарды таңдау және негізгі құрылымды жобалау - бұл жергілікті және тұтас арасындағы қарым-қатынастың бір түрі.Кернді жобалау кезінде материалдың сипаттамаларына сәйкес құрылымның ақылға қонымды режимі тұжырымдалуы керек.
Сонымен қатар, литий батареясының құрылымы үшін кейбір қосымша қорғаныс құрылғыларын қарастыруға болады.Жалпы қорғаныс механизмдері келесідей:
a) Коммутатор элементі қабылданған.Батареяның ішіндегі температура көтерілгенде, оның қарсылық мәні сәйкесінше артады.Температура тым жоғары болған кезде қуат көзі автоматты түрде тоқтатылады;
b) Қауіпсіздік клапанын орнатыңыз (яғни, батареяның жоғарғы жағындағы ауа саңылауы).Батареяның ішкі қысымы белгілі бір мәнге көтерілгенде, батареяның қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін қауіпсіздік клапаны автоматты түрде ашылады.
Мұнда электр ядросы құрылымының қауіпсіздік дизайнының кейбір мысалдары берілген:
1. Оң және теріс полюс сыйымдылығының қатынасы және дизайн өлшемі тілім
Оң және теріс электрод материалдарының сипаттамаларына сәйкес оң және теріс электродтардың сәйкес сыйымдылық қатынасын таңдаңыз.Ұяшықтың оң және теріс электрод сыйымдылығының қатынасы литий-иондық батареялардың қауіпсіздігіне қатысты маңызды сілтеме болып табылады.Оң электрод сыйымдылығы тым үлкен болса, металл литий теріс электродтың бетіне шөгеді, ал теріс электрод сыйымдылығы тым үлкен болса, батареяның сыйымдылығы айтарлықтай жоғалады.Әдетте, N/P=1,05-1,15 және сәйкес таңдау батареяның нақты сыйымдылығы мен қауіпсіздік талаптарына сәйкес жасалуы керек.Үлкен және кіші бөліктер теріс паста (белсенді зат) позициясы оң паста орнын қоршайтын (асатын) етіп жобалануы керек.Әдетте, ені 1~5 мм, ал ұзындығы 5~10 мм үлкенірек болуы керек.
2. Диафрагма еніне арналған рұқсат
Диафрагма енін жобалаудың жалпы принципі оң және теріс электродтардың тікелей жанасуынан туындаған ішкі қысқа тұйықталудың алдын алу болып табылады.Диафрагманың термиялық жиырылуы аккумуляторды зарядтау және разрядтау кезінде және термиялық соққы кезінде және басқа ортада диафрагманың ұзындығы мен ені бағытында деформациясын тудыратындықтан, диафрагманың бүктелген аймағының поляризациясы оң шамдар арасындағы қашықтықтың ұлғаюына байланысты артады. және теріс электродтар;Диафрагманың жұқаруына байланысты диафрагманың созылу аймағында микро қысқа тұйықталу мүмкіндігі артады;Диафрагманың шетіндегі жиырылу оң және теріс электродтар мен ішкі қысқа тұйықталу арасындағы тікелей жанасуға әкелуі мүмкін, бұл батареяның термиялық кетуіне байланысты қауіп тудыруы мүмкін.Сондықтан аккумуляторды жобалау кезінде диафрагманың ауданы мен енін пайдалану кезінде оның шөгу сипаттамаларын ескеру қажет.Оқшаулау пленкасы анод пен катодтан үлкенірек болуы керек.Процесс қателігіне қосымша оқшаулағыш пленка электрод бөлігінің сыртқы жағынан кемінде 0,1 мм ұзын болуы керек.
3. Оқшаулауды өңдеу
Ішкі қысқа тұйықталу литий-ионды аккумулятордың ықтимал қауіпсіздік қаупінің маңызды факторы болып табылады.Ұяшықтың құрылымдық дизайнында ішкі қысқа тұйықталуды тудыратын көптеген ықтимал қауіпті бөліктер бар.Сондықтан оң және теріс электрод құлақтары арасында қажетті қашықтықты сақтау сияқты қалыпты емес жағдайларда аккумулятордағы ішкі қысқа тұйықталуды болдырмау үшін осы негізгі орындарда қажетті шаралар немесе оқшаулау орнатылуы керек;Оқшаулағыш таспа бір ұшының ортасына жабыспайтын күйде жабыстырылады және барлық ашық бөліктер жабылуы керек;Оң алюминий фольга мен теріс белсенді заттың арасына оқшаулағыш таспа жабыстырылады;Құлақтың дәнекерлеу бөлігі толығымен оқшаулағыш таспамен жабылуы керек;Электр ядросының жоғарғы жағында оқшаулағыш таспа қолданылады.
4. Қауіпсіздік клапанын орнату (қысым түсіретін құрылғы)
Литий-иондық аккумуляторлар қауіпті, әдетте ішкі температура тым жоғары немесе жарылыс пен өрт тудырмайтын қысым тым жоғары болғандықтан;Ақылға қонымды қысымды төмендететін құрылғы қауіпті жағдайда батареяның ішіндегі қысым мен қызуды тез босатып, жарылыс қаупін азайтады.Ақылға қонымды қысымды төмендету құрылғысы қалыпты жұмыс кезінде батареяның ішкі қысымын қанағаттандырып қана қоймай, ішкі қысым қауіпті шегіне жеткенде қысымды босату үшін автоматты түрде ашылуы керек.Қысымды түсіретін құрылғының орнату орны ішкі қысымның жоғарылауынан аккумулятор қабығының деформациялық сипаттамаларын ескере отырып жобалануы керек;Қауіпсіздік клапанының конструкциясы қабыршақтармен, жиектермен, тігістермен және шұңқырлармен жүзеге асырылуы мүмкін.
(3) Процесс деңгейін жақсарту
Жасушаның өндіріс процесін стандарттау және стандарттау үшін күш салу керек.Араластыру, қаптау, пісіру, нығыздау, кесу және орау кезеңдерінде стандарттауды тұжырымдаңыз (мысалы, диафрагма ені, электролит айдау көлемі және т. , процесті бақылауда жақсы жұмыс істеу, процестің сапасын қамтамасыз ету және өнімдер арасындағы айырмашылықтарды азайту;Қауіпсіздікке әсер ететін негізгі қадамдарда арнайы жұмыс қадамдарын орнатыңыз (мысалы, электрод бөлігін тазарту, ұнтақ сыпыру, әртүрлі материалдар үшін әртүрлі дәнекерлеу әдістері және т.б.), стандартталған сапаны бақылауды жүзеге асыру, ақаулы бөлшектерді жою және ақаулы өнімдерді жою (мысалы, электродтың деформациясы сияқты). электрод бөлігі, диафрагманың пункциясы, белсенді материалдың құлауы, электролиттің ағуы және т.б.);Өндіріс орнын таза және ұқыпты ұстаңыз, 5S менеджментін және 6-сигма сапаны бақылауды енгізіңіз, өндірісте қоспалар мен ылғалдың араласуын болдырмаңыз және өндірістегі жазатайым оқиғалардың қауіпсіздікке әсерін барынша азайтыңыз.
Жіберу уақыты: 16 қараша 2022 ж