Příklady bezpečnosti, detekce a řešení lithium-iontových baterií

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Leverancier van draagbare energiecentrales

V posledních letech, kvůli nehodám způsobeným bezpečností baterií, existuje mnoho problémů způsobených důsledky tohoto problému, jako je například šokovaný průmyslový Boeing 787 fantazijní případ požáru lithium-iontové baterie a velkokapacitní baterie Samsunggalaxynote7 až po lithium-iontové baterie Bezpečnostní problém znovu zní. I. Složení a princip činnosti lithium-iontových baterií jsou důležité z kladné elektrody, záporné elektrody, elektrolytu, membrány a vnějšího spojení a obalového prvku.

Mezi nimi kladná elektroda, záporná elektroda obsahuje aktivní elektrodový materiál, vodivé činidlo, pojivo nebo podobně, rovnoměrně nanesené na měděnou fólii a tekutinu pro zahušťování hliníkové fólie. Pozitivní elektrodový potenciál lithium-iontové baterie je vysoký, často se jedná o oxid lithiového přechodného kovu nebo polyaniontovou sloučeninu, jako je kobaltát lithný, manganát lithný, tři juany, fosforečnan lithný atd., lithium-iontová baterie je obvykle uhlíkový materiál.

Jako je grafit a negrafitizovaný uhlík atd.; elektrolyt lithium-iontové baterie je důležitý pro nevodný roztok sestávající z organických směsných rozpouštědel a solí lithia, kde rozpouštědlem je většinou organické rozpouštědlo nasycené oxidem uhličitým a sůl lithia je většinou polyaniontová sůl za jednotkovou cenu, jako je hexafluorfosfát lithný atd.; membrána lithium-iontové baterie je většinou polyethylenová, polypropinová tenká mikroporézní membrána, která funguje tak, že izoluje kladnou a zápornou elektrodu, brání elektronům ve způsobení zkratu a zároveň umožňuje průchod iontů elektrolytu.

Během procesu nabíjení je vnitřek baterie odstraněn z kladné elektrody v iontové formě a je přenášen z elektrolytu na zápornou elektrodu; vnější strana baterie je migrována z vnějšího obvodu na zápornou elektrodu. Během procesu vybíjení: Vnitřní ionty lithia v baterii jsou odpojeny od záporné elektrody přes membránu, zapuštěnou do kladné elektrody; na vnější straně baterie je elektron migrován z vnějšího obvodu do kladné elektrody. Jako nabíjení, vybíjení, migrace jsou lithium ionty, spíše než lithium, takže baterie se nazývá lithium-iontové baterie.

Za druhé, bezpečnostní riziko lithium-iontových baterií je obecně a bezpečnostní problémy u lithium-iontových baterií se projevují jako spalování nebo dokonce exploze. Základní příčinou těchto problémů je tepelná nekontrolovatelnost uvnitř baterie, kromě toho některé vnější faktory, jako je přetížení, zdroj požáru, vytlačení, proražení, zkrat atd. vést také k bezpečnostním problémům.

Lithium-iontová baterie se během nabíjení a vybíjení zahřívá. Pokud teplo překročí kapacitu odvádění tepla tepla baterie, lithium-iontová baterie se přehřeje, dojde k materiálu baterie, rozkladu filmu SEI, rozkladu elektrolytu, kladnému rozkladu, záporné elektrodě EtOAc EtOAc. 1.

Tyto dvě reakce přitom mohou probíhat za velkého množství tepla, což má za následek další zvýšení teploty baterie. Různé stavy de-lithia mají rozdíl v transformaci aktivní mřížky materiálu, teplotě rozkladu a termostabilitě baterie. 2.

Lithiová sloučenina může účinně zabránit výskytu lithiových dendritů, výrazně zlepšit bezpečnost lithium-iontových baterií. Jak se teplota zvyšuje, uhlíková záporná elektroda ve stavu lithia se nejprve odrazí od elektrolytu. Za stejných podmínek nabíjení a vybíjení je exotermická rychlost elektrolytu a antidemické lithiové umělé grafitové reakce mnohem větší než reakční rychlost přenosu tepla uhlíkových mikrokuliček střední fáze, uhlíkových vláken, koksu atd.

intercallia. 3. Elektrolyt separátoru a elektrolytického roztoku je směsný roztok soli lithia a organického rozpouštědla, ve kterém je komerční solí lithia hexafluorfosfát lithný, který je náchylný k tepelnému rozkladu při vysoké teplotě, a se stopovým množstvím vody a chemické reakce organického tepla mezi rozpouštědlem, což snižuje tepelnou stabilitu elektrolytu.

Elektrolytické organické rozpouštědlo je uhličitan, jako je bod varu rozpouštědla, nízký bod vzplanutí, snadno se uvolňuje PF5 při vysokých teplotách, snadno se oxiduje. 4. Bezpečnost skrytá nebezpečí ve výrobních procesech, lithium-iontových bateriích, výrobě elektrod, montáži baterií atd.

, ovlivnit bezpečnost baterií. Jako jsou směsi kladných a záporných elektrod, potahování, válcování, ouška nebo děrování, montáž, plnění elektrolytu, těsnění atd., kontrola kvality atd.

Rovnoměrnost suspenze určuje rovnoměrnost distribuce účinné látky na elektrodě, čímž ovlivňuje bezpečnost baterie. Kaše je příliš velká a expanze materiálu záporné elektrody a kontrakce materiálu záporné elektrody jsou velké a může dojít k vysrážení kovového lithia; jemnost kaše způsobí zablokování baterie. Teplota zahřívání povlaku je příliš nízká nebo doba sušení zanechá zbytky rozpouštědla, část pojiva se rozpustí, což má za následek, že se část aktivního materiálu snadno odloupne; příliš vysoká teplota může způsobit karbonizaci pojiva, odpadávání aktivní látky způsobí vnitřní zkrat baterie.

5, bezpečnostní rizika při používání baterie, baterie bez lithia by měla minimalizovat přebití nebo nadměrné vybití, zejména pokud jde o baterii s vysokou kapacitou monomeru, může způsobit řadu exotermických vedlejších reakcí v důsledku tepelné poruchy, což má za následek bezpečnostní sexuální problém. Za třetí, indikátor testu bezpečnosti lithium-iontových baterií Výroba lithium-iontových baterií, jedna série detekce se provádí před dosažením spotřebitele, pokuste se zajistit bezpečnost baterie a snížit bezpečnostní rizika. 1.

Zkouška vytlačováním: Umístěte nabitou baterii do jedné roviny, z ocelové tyče 131KN, roviny ocelové tyče vytlačované ocelovou tyčí o průměru 32 mm, jakmile vytlačovací tlak dosáhne maximálního zastavení vytlačování Baterie nevzniká, neexploduje. 2, test úderu: Po úplném nabití baterie umístěte ocelový sloupek o průměru 15,8 mm svisle na rovinu a váhu 9.

1 kg od 610 mm je volný na ocelový sloup nad baterií. Baterie nehoří, neexploduje. 3, test přebití: Naplňte baterii 1C, stiskněte test přebití podle 3C přebití 10V, když napětí přebití baterie stoupne na určité napětí, blíží se jednomu, napětí baterie se rychle zvyšuje, při nárůstu Při určitém limitu se rozbije vysoký klobouk baterie, napětí kleslo na 0V, baterie nevystřelila, explodovala.

4. Zkouška zkratu: Napájení baterie vodičem s vodičem s odporem ne větším než 50 m, otestujte povrchovou teplotu baterie, horní teplota baterie je 140 ¡ã C, víčko baterie je otevřené, baterie se nevzpaluje, neexploduje. 5.

Akupunkturní test: Umístěte elektrickou baterii na rovinu, propíchněte baterii v radiálním směru ocelovou jehlou o průměru 3 mm. Vyzkoušejte, zda baterie nehořela, neexplodovala. 6.

Test teplotního cyklu: Test teplotního cyklu lithium-iontových baterií se používá k simulaci lithium-iontových baterií během přepravy nebo skladování, opakovaného vystavení prostředí s nízkou teplotou a vysokou teplotou, bezpečnosti lithium-iontových baterií, testem je využití rychlé a extrémní změny teplot. Po testu by vzorek neměl být vypálen, neměl by explodovat, neměl by unikat. Za čtvrté, bezpečnostní řešení lithium-iontových baterií Pro mnohá bezpečnostní rizika v materiálech, výrobě a použití, jak zlepšit bezpečnostní otázky, je problém, který musí vyřešit výrobci lithium-iontových baterií.

1. Přidáním funkčních přísad, použitím nových lithných solí a použitím nových rozpouštědel lze účinně vyřešit bezpečnostní riziko elektrolytu. V závislosti na funkci aditivní funkce je důležité rozdělit na následující: Bezpečnostní ochranné přísady, přísady pro tvorbu filmu, ochrana přísady pozitivní elektrody, stabilizace přísady lithné soli, přísada pro srážení lithia, kolektivní antikorozní přísada, přísady pro zvýšení smáčivosti atd.

Aby se zlepšila výkonnost komerční lithné soli, vědci je nahradili, získali řadu derivátů, z nichž sloučeniny získané s atomy substituovanými perfluoralkylem mají vysoký bod vzplanutí, přiblížení elektrické vodivosti, odolnost proti vodě atd. Je to druh sloučeniny lithné soli, která je velmi užitečná. Kromě toho má aniontová lithná sůl získaná oklamáním kyslíkového základu atomem boru vysokou tepelnou stabilitu.

Pokud jde o rozpouštědlo, mnoho výzkumníků navrhlo řadu nových organických rozpouštědel, jako jsou karboxylátová, organická etherová organická rozpouštědla. Kromě toho má iontová kapalina také jakýsi bezpečnostní vysoký elektrolyt, ale poměrně běžně používaný uhličitanový elektrolyt, viskozita iontové kapaliny je vysoká, elektrická vodivost, koeficient samodifúze iontů je nízký a z praxe je ještě mnoho práce. musím udělat.

2. Zlepšit bezpečnost fosforečnan lithný a ternární kompozity elektrodových materiálů a tříčlenné kompozity jsou považovány za pozitivní materiálový materiál, vynikající z hlediska bezpečnosti a je možné rozšířit aplikace v průmyslu elektrických vozidel. Pokud jde o pozitivní materiál, zlepšit běžný způsob zlepšení jeho bezpečnosti je potažen, jako je povrchové pokrytí materiálu kladné elektrody oxidem kovu, může zabránit přímému kontaktu mezi materiálem kladné elektrody a elektrolytem, ​​inhibovat fázovou změnu materiálu kladné elektrody, zlepšuje jeho strukturální stabilitu, snižuje odolnost kationtu v mřížce proti poruchám, aby se snížila sekundární reakce.

Pokud jde o materiál záporné elektrody, protože její povrch je v lithium-iontové baterii často nejcitlivější na rozptyl tepla a exotermii, je tepelná stabilita filmu SEI klíčovou metodou pro zlepšení bezpečnosti materiálu záporné elektrody. Slabou oxidací může depozice kovu a oxidu kovu, polymerní nebo uhlíkový povlak zlepšit tepelnou stabilitu materiálu záporné elektrody. 3.

Zlepšete bezpečnostní ochranu baterie Kromě zlepšení bezpečnosti materiálů baterie je prostředkem zvýšení bezpečnosti také mnoho bezpečnostních ochranných opatření používaných u komoditních lithium-iontových baterií, jako je nastavení bezpečnostních ventilů baterií, tepelně rozpustné pojistky, série s kladnými teplotními koeficienty, použití tepelně utěsněných membrán, speciální ochranné obvody zátěže, vyhrazené systémy správy baterií atd.