Eksempler på sikkerhed, detektion og løsning af lithium-ion-batterier

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - ซัพพลายเออร์สถานีพลังงานแบบพกพา

I de seneste år, på grund af de ulykker forårsaget af batterisikkerhed, er der mange problemer forårsaget af konsekvenserne af problemet, såsom den chokerede industri Boeing 787 fantasy passagerfly lithium-ion batteri brandhændelse, og Samsunggalaxynote7 storskala batteri bootsticks, til lithium-ion batterier Sikkerhedsproblemet lyder igen. I. Sammensætning og arbejdsprincip for lithium-ion-batterier er vigtige fra den positive elektrode, den negative elektrode, elektrolytten, membranen og den eksterne forbindelse og emballageelementet.

Blandt dem indbefatter den positive elektrode, den negative elektrode et aktivt elektrodemateriale, et ledende middel, et bindemiddel eller lignende, ensartet påført kobberfolien og aluminiumsfoliekoncentrationsvæsken. Det positive elektrodepotentiale i lithium-ion-batteriet er højt, ofte et inconed lithium-overgangsmetaloxid eller en polyanionisk forbindelse såsom lithiumcobaltat, lithiummanganat, tre yuan, lithium-jernphosphat osv., lithium-ion-batteriet er normalt kulstofmateriale.

Såsom grafit og ikke-grafitiseret kulstof osv.; lithium-ion-batterielektrolytten er vigtig for ikke-vandig opløsning, bestående af organiske blandede opløsningsmidler og lithiumsalte, hvor opløsningsmidlet for det meste er kulsyreholdigt organisk opløsningsmiddel, og lithiumsaltet for det meste er et enhedspris polyanionisk salt, såsom lithiumhexafluorphosphat, etc.; lithium-ion-batteriets membran er for det meste polyethylen, polypropin tynd mikroporøs membran, som fungerer til at isolere positive, negative elektroder, hvilket forhindrer elektroner i at forårsage kortslutning og samtidig tillader elektrolytioner at passere.

Under opladningsprocessen fjernes indersiden af ​​batteriet fra den positive elektrode i ionisk form og overføres fra elektrolytten til den negative elektrode; ydersiden af ​​batteriet migreres fra det eksterne kredsløb til den negative elektrode. Under afladningsprocessen: De interne lithium-ioner i batteriet løsnes fra den negative elektrode, gennem membranen, indlejret i den positive elektrode; ydersiden af ​​batteriet migreres elektronen fra det ydre kredsløb til den positive elektrode. Som opladning, afladning, migration er lithium-ioner, snarere end lithium, så batteriet kaldes lithium-ion-batterier.

For det andet er sikkerhedsrisikoen ved lithium-ion-batterier generelt, og sikkerhedsproblemerne i lithium-ion-batterier fremstår som forbrænding eller endda eksplosion. Grundårsagen til disse problemer er den termiske ude af kontrol inde i batteriet, udover dette, nogle eksterne faktorer, såsom overlys, brandkilde, ekstrudering, punktering, kortslutning osv. også føre til sikkerhedsproblemer.

Lithium-ion-batteriet opvarmes under opladning og afladning. Hvis varmen overstiger batterivarmens varmeafledningskapacitet, vil lithium-ion-batteriet overophedes, batterimaterialet vil forekomme, nedbrydningen af ​​SEI-filmen, elektrolytnedbrydningen, den positive nedbrydning, den negative elektrode EtOAc EtOAc. 1.

Samtidig kan disse to reaktioner forekomme i en stor mængde varme, hvilket resulterer i yderligere stigning i batteritemperaturen. Forskellige de-lithium tilstande har en forskel i transformationen af ​​det aktive materiale gitter, nedbrydningstemperatur og batteri termostabilitet. 2.

Lithium-lithium-forbindelsen kan effektivt forhindre forekomsten af ​​lithium-dendritter, i høj grad forbedre sikkerheden for lithium-ion-batterier. Når temperaturen stiger, reflekteres den negative kulstofelektrode i lithiumtilstanden først med elektrolytten. Under de samme ladnings- og afladningsforhold er den eksoterme hastighed af elektrolytten og den antidemiske lithium kunstig grafitreaktion meget større end reaktionsvarmeoverførselshastigheden for mellemfase-kulstofmikrokuglerne, kulfibre, koks osv.

af intercallium. 3. Elektrolytten af ​​separatoren og den elektrolytiske opløsning er en blandet opløsning af lithiumsaltet og et organisk opløsningsmiddel, hvori det kommercielle lithiumsalt er lithiumhexafluorphosphat, som er tilbøjelig til termisk nedbrydning ved høj temperatur og med sporvand og organisk varmekemisk reaktion mellem opløsningsmidlet, hvilket reducerer elektrolyttens termiske stabilitet.

Det organiske elektrolytopløsningsmiddel er carbonat, sådan et opløsningsmiddelkogepunkt, lavt flammepunkt, let at frigive PF5 ved høje temperaturer, let at oxidere. 4. Sikkerheds skjulte farer i fremstillingsprocesser, lithium-ion-batterier, elektrodefremstilling, batterisamling osv.

, påvirker batteriernes sikkerhed. Såsom positive og negative elektrodeblandinger, belægning, valsning, faner eller stansning, samling, påfyldning af elektrolyt, forsegling osv., kvalitetskontrol osv.

Ensartetheden af ​​gyllen bestemmer ensartetheden af ​​aktivstoffordelingen på elektroden og påvirker derved batteriets sikkerhed. Opslæmningen er for stor, og udvidelsen af ​​det negative elektrodemateriale og sammentrækningen af ​​det negative elektrodemateriale er stor, og udfældningen af ​​metallithium kan forekomme; gyllens finhed vil få batteriet til at blokere batteriet. Belægningens opvarmningstemperatur er for lav, eller tørretiden vil efterlade opløsningsmiddelresten, bindemiddeldelen er opløst, hvilket resulterer i, at en del af det aktive materiale let kan skrælles af; temperaturen er for høj kan forårsage forkulning af bindemidlet, det aktive materiale falder af forårsager den interne kortslutning af batteriet.

5, sikkerhedsrisici i batteribrug, lithium-fri batteri bør minimere overopladning eller over-afladning, specifikt vedrørende et batteri med høj monomer kapacitet, kan forårsage en række eksoterme bivirkninger på grund af varmeforstyrrelser, hvilket resulterer i sikkerhed Seksuelt problem. For det tredje, lithium-ion batteri sikkerhedstest indikator Lithium-ion batteri produktion, en serie af detektion udføres, før de når forbrugeren, prøv at sikre batteriets sikkerhed og reducere sikkerhedsrisici. 1.

Ekstrusionstest: Placer det opladede batteri i et plan, fra stålstangen på 131KN, et stålstangplan ekstruderet af en stålstang med en diameter på 32 mm, når ekstruderingstrykket når det maksimale stop ekstrudering Batteriet har ikke råd til brand, eksploderer ikke. 2, hit test: Efter at batteriet er fuldt opladet, placeres stålsøjlen på 15,8 mm i diameter lodret på et plan, og vægten er 9.

1 kg fra 610 mm er fri til stålsøjlen over batteriet. Batteriet er ikke ild, eksploderer ikke. 3, overopladningstest: Fyld batteriet med 1C, tryk på overopladningstesten i henhold til 3C overopladning 10V, når batteriets overopladningsspænding stiger til en vis spænding, er det tæt på én gang, batterispændingen stiger hurtigt, når den stiger Ved en vis grænse er batteriets høje hat ødelagt, spændingen faldt til 0V, batteriet eksploderede ikke.

4. Kortslutningstest: Forsyning af batteriet med en ledning med en ledning med en modstand på ikke mere end 50m, test batteriets overfladetemperatur, batteriets øvre temperatur er 140 ¡ã C, batteridækslet er åbnet, batteriet antænder ikke ild, eksploderer ikke. 5.

Akupunkturtest: Placer det elektriske batteri på et plan, gennembor batteriet i radial retning med en stålnål med en diameter på 3 mm. Test batteriet har ikke råd til brand, ikke eksploderer. 6.

Temperaturcyklustest: Lithium-ion-batteriets temperaturcyklustest bruges til at simulere lithium-ion-batterier under transport eller opbevaring, gentagen udsættelse for miljøer med lav temperatur og høje temperaturer, sikkerheden ved lithium-ion-batterier, testen er at udnytte hurtige og ekstreme temperaturændringer. Efter testen bør prøven ikke affyres, ikke eksplodere, ingen lækage. For det fjerde, lithium-ion batteri sikkerhedsløsning For mange sikkerhedsrisici i materialer, fremstilling og brug, hvordan man kan forbedre sikkerhedsproblemerne, er problemet, der skal løses af lithium-ion batteri fabrikanter.

1. Ved at tilføje funktionelle tilsætningsstoffer, brug af nye lithiumsalte og brug af nye opløsningsmidler kan man effektivt løse sikkerhedsfaren ved elektrolyt. Afhængigt af additivfunktionens funktion er det vigtigt at opdeles i følgende: Sikkerhedsbeskyttelsesadditiver, filmdannende additiver, beskytter det positive elektrodeadditiv, stabiliserer lithiumsalttilsætningsstoffet, lithiumfældningsadditiv, kollektivt antikorrosivt additiv, forbedrede befugtningsadditiver mv.

For at forbedre ydeevnen af ​​det kommercielle lithiumsalt erstattede forskerne dem, fik en række derivater, hvoraf forbindelserne opnået med perfluoralkylsubstituerede atomer har et højt flammepunkt, elektrisk ledningsevnetilnærmelse, vandmodstand osv. Det er en slags lithiumsaltforbindelse, der er meget nyttig. Ydermere, med det anioniske lithiumsalt opnået ved at snyde oxygenfundamentet med et boratom, har det høj termisk stabilitet.

Med hensyn til opløsningsmidler har mange forskere foreslået en række nye organiske opløsningsmidler såsom carboxylat, organiske etherorganiske opløsningsmidler. Derudover har den ioniske væske også en slags sikkerhedshøj elektrolyt, men relativt almindeligt anvendt karbonatelektrolyt, viskositeten af ​​den ioniske væske er høj, den elektriske ledningsevne, ion-selvdiffusionskoefficienten er lav, og der er stadig meget arbejde fra praktiskiseringen. er nødt til at gøre.

2. Forbedre sikkerheden lithiumjernfosfat og ternære kompositter af elektrodematerialer og treleddede kompositter anses for at være et positivt materialemateriale, fremragende i sikkerhed, og det er muligt at sprede applikationer i elektriske køretøjsindustrier. Med hensyn til det positive materiale, forbedre den almindelige metode til at forbedre dets sikkerhed er belagt, såsom overfladedækning af det positive elektrodemateriale med et metaloxid, kan forhindre direkte kontakt mellem det positive elektrodemateriale og elektrolytten, hæmmer faseændringen af ​​det positive elektrodemateriale, forbedrer dets strukturelle stabilitet, reducerer uordensmodstanden af ​​kation i gitterreaktionen, for at reducere den sekundære reaktion.

Med hensyn til det negative elektrodemateriale, da dets overflade ofte er den mest modtagelige for varmeafledning og eksoterm i et lithium-ion-batteri, er SEI-filmens termiske stabilitet en nøglemetode til at forbedre sikkerheden af ​​det negative elektrodemateriale. Ved svag oxidation kan metal- og metaloxidaflejring, polymer- eller kulstofbelægning forbedre det negative elektrodemateriales termiske stabilitet. 3.

Forbedre sikkerhedsbeskyttelsen af ​​batteriet Ud over at forbedre sikkerheden af ​​batterimaterialer, er mange sikkerhedsbeskyttelsesforanstaltninger, der anvendes af almindelige lithium-ion-batterier, såsom indstilling af batterisikkerhedsventiler, termopløselige sikringer, serier med positive temperaturkoefficienter, brug af varmeforseglingsmembraner, Load specielle beskyttelseskredsløb, dedikerede batteristyringssystemer osv., også midler til at forbedre sikkerheden.