लिथियम-आयन बैटरियों की सुरक्षा, पहचान और समाधान के उदाहरण

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Portable Power Station supplementum

हाल के वर्षों में, बैटरी सुरक्षा के कारण होने वाली दुर्घटनाओं के कारण, समस्या के परिणामों के कारण कई समस्याएं हुई हैं, जैसे कि हैरान उद्योग बोइंग 787 काल्पनिक यात्री विमान लिथियम आयन बैटरी आग की घटना, और सैमसंग गैलेक्सी नोट 7 बड़े पैमाने पर बैटरी बूटस्टिक्स, लिथियम आयन बैटरी के लिए सुरक्षा समस्या फिर से लगती है। I. लिथियम आयन बैटरी की संरचना और कार्य सिद्धांत सकारात्मक इलेक्ट्रोड, नकारात्मक इलेक्ट्रोड, इलेक्ट्रोलाइट, डायाफ्राम और बाहरी कनेक्शन और पैकेजिंग सदस्य से महत्वपूर्ण हैं।

उनमें से, सकारात्मक इलेक्ट्रोड, नकारात्मक इलेक्ट्रोड में एक सक्रिय इलेक्ट्रोड सामग्री, एक प्रवाहकीय एजेंट, एक बांधने की मशीन, या जैसे, तांबे की पन्नी और एल्यूमीनियम पन्नी एकाग्रता तरल पदार्थ पर समान रूप से लागू होता है। लिथियम आयन बैटरी की सकारात्मक इलेक्ट्रोड क्षमता अधिक होती है, अक्सर एक इनकॉनेड लिथियम संक्रमण धातु ऑक्साइड, या एक पॉलीएनियोनिक यौगिक जैसे लिथियम कोबाल्टेट, लिथियम मैंगनीट, तीन युआन, लिथियम आयरन फॉस्फेट, आदि, लिथियम आयन बैटरी आमतौर पर कार्बन सामग्री होती है।

जैसे कि ग्रेफाइट और गैर-ग्रेफाइटाइज्ड कार्बन, आदि; लिथियम आयन बैटरी इलेक्ट्रोलाइट गैर-जलीय समाधान के लिए महत्वपूर्ण है, जिसमें कार्बनिक मिश्रित सॉल्वैंट्स और लिथियम लवण शामिल हैं, जिसमें विलायक ज्यादातर कार्बोनेटेड कार्बनिक विलायक है, और लिथियम नमक ज्यादातर एक इकाई मूल्य पॉलीऑनिक नमक है, जैसे लिथियम हेक्साफ्लोरोफॉस्फेट, आदि; लिथियम आयन बैटरी डायाफ्राम ज्यादातर पॉलीथीन, पॉलीप्रोपीन पतली माइक्रोपोरस झिल्ली है, जो सकारात्मक, नकारात्मक इलेक्ट्रोड को अलग करने के लिए कार्य करता है, इलेक्ट्रोलाइट आयनों को पारित करने की अनुमति देते हुए इलेक्ट्रॉनों को शॉर्ट सर्किट का कारण बनने से रोकता है।

चार्जिंग प्रक्रिया के दौरान, बैटरी के अंदर का भाग आयनिक रूप में धनात्मक इलेक्ट्रोड से हटा लिया जाता है, तथा इलेक्ट्रोलाइट से ऋणात्मक इलेक्ट्रोड में स्थानांतरित कर दिया जाता है; बैटरी के बाहरी भाग को बाह्य सर्किट से ऋणात्मक इलेक्ट्रोड में स्थानांतरित कर दिया जाता है। डिस्चार्ज प्रक्रिया के दौरान: बैटरी में आंतरिक लिथियम आयनों को ऋणात्मक इलेक्ट्रोड से अलग कर दिया जाता है, डायाफ्राम के माध्यम से, धनात्मक इलेक्ट्रोड में अंतःस्थापित कर दिया जाता है; बैटरी के बाहर, इलेक्ट्रॉन को बाहरी सर्किट से धनात्मक इलेक्ट्रोड में स्थानांतरित कर दिया जाता है। चूंकि चार्जिंग, डिस्चार्ज, माइग्रेशन लिथियम के बजाय लिथियम आयन द्वारा किया जाता है, इसलिए बैटरी को लिथियम आयन बैटरी कहा जाता है।

दूसरा, लिथियम-आयन बैटरी का सुरक्षा खतरा आम तौर पर होता है, और लिथियम-आयन बैटरी में सुरक्षा समस्याएं दहन या यहां तक ​​कि विस्फोट के रूप में दिखाई देती हैं। इन समस्याओं का मूल कारण बैटरी के अंदर तापमान का अनियंत्रित होना है, इसके अतिरिक्त कुछ बाह्य कारक भी हैं, जैसे कि अधिक रोशनी, आग का स्रोत, एक्सट्रूज़न, पंचर, शॉर्ट सर्किट आदि। इससे सुरक्षा संबंधी समस्याएं भी उत्पन्न होती हैं।

लिथियम-आयन बैटरी चार्ज और डिस्चार्ज के दौरान गर्म हो जाएगी। यदि गर्मी बैटरी की गर्मी अपव्यय क्षमता से अधिक हो जाती है, तो लिथियम-आयन बैटरी ज़्यादा गरम हो जाएगी, बैटरी सामग्री घटित होगी, एसईआई फिल्म का अपघटन, इलेक्ट्रोलाइट अपघटन, सकारात्मक अपघटन, नकारात्मक इलेक्ट्रोड EtOAc EtOAc। 1.

साथ ही, ये दोनों प्रतिक्रियाएं बड़ी मात्रा में गर्मी में हो सकती हैं, जिसके परिणामस्वरूप बैटरी के तापमान में और वृद्धि हो सकती है। विभिन्न डी-लिथियम अवस्थाओं में सक्रिय पदार्थ जालक के परिवर्तन, अपघटन तापमान और बैटरी तापस्थिरता में अंतर होता है। 2.

लिथियम लिथियम यौगिक लिथियम डेन्ड्राइट की घटना को प्रभावी ढंग से रोक सकता है, लिथियम आयन बैटरी की सुरक्षा में काफी सुधार कर सकता है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, लिथियम अवस्था में कार्बन ऋणात्मक इलेक्ट्रोड सबसे पहले इलेक्ट्रोलाइट के साथ परावर्तित होता है। समान चार्ज और डिस्चार्ज स्थितियों के तहत, इलेक्ट्रोलाइट और एंटीडेमिक लिथियम कृत्रिम ग्रेफाइट प्रतिक्रिया की एक्सोथर्मिक दर मध्यवर्ती चरण कार्बन माइक्रोस्फीयर, कार्बन फाइबर, कोक आदि की प्रतिक्रिया गर्मी हस्तांतरण दर से बहुत बड़ी है।

इंटरकैलियम का। 3. विभाजक और विद्युत अपघटनी विलयन का इलेक्ट्रोलाइट लिथियम नमक और एक कार्बनिक विलायक का मिश्रित घोल है जिसमें वाणिज्यिक लिथियम नमक लिथियम हेक्साफ्लोरोफॉस्फेट है जो उच्च तापमान में थर्मल अपघटन के लिए प्रवण है, और ट्रेस पानी और कार्बनिक विलायक के बीच गर्मी रासायनिक प्रतिक्रिया, इलेक्ट्रोलाइट की थर्मल स्थिरता को कम करती है।

इलेक्ट्रोलाइट कार्बनिक विलायक कार्बोनेट है, इस तरह के एक विलायक उबलते बिंदु, कम फ़्लैश बिंदु, उच्च तापमान में PF5 जारी करने के लिए आसान, ऑक्सीकरण के लिए आसान है। 4. विनिर्माण प्रक्रियाओं, लिथियम-आयन बैटरी, इलेक्ट्रोड विनिर्माण, बैटरी असेंबली आदि में सुरक्षा के छिपे खतरे।

, बैटरियों की सुरक्षा को प्रभावित करते हैं। जैसे कि सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड मिश्रण, कोटिंग, रोलिंग, टैब्स या पंचिंग, असेंबली, इलेक्ट्रोलाइट भरना, सीलिंग, आदि, गुणवत्ता नियंत्रण, आदि।

घोल की एकरूपता इलेक्ट्रोड पर सक्रिय पदार्थ वितरण की एकरूपता निर्धारित करती है, जिससे बैटरी की सुरक्षा प्रभावित होती है। घोल बहुत बड़ा है, और नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री का विस्तार और नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री का संकुचन बड़ा है, और धातु लिथियम की वर्षा हो सकती है; घोल की सुंदरता बैटरी को अवरुद्ध करने का कारण बनेगी। कोटिंग हीटिंग तापमान बहुत कम है या सुखाने का समय विलायक अवशेषों को छोड़ देगा, बांधने की मशीन भाग भंग हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप सक्रिय सामग्री के एक हिस्से को आसानी से छील दिया जा सकता है; तापमान बहुत अधिक है बांधने की मशीन कार्बोनाइजेशन का कारण हो सकता है, सक्रिय सामग्री गिर जाती है जिससे बैटरी के आंतरिक शॉर्ट सर्किट का कारण बनता है।

5, बैटरी के उपयोग में सुरक्षा खतरे, लिथियम-मुक्त बैटरी को ओवरचार्ज या ओवर-डिस्चार्ज को कम करना चाहिए, विशेष रूप से उच्च मोनोमर क्षमता वाली बैटरी के संबंध में, गर्मी की गड़बड़ी के कारण एक्सोथर्मिक साइड प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला हो सकती है, जिसके परिणामस्वरूप सुरक्षा यौन समस्या हो सकती है। तीसरा, लिथियम आयन बैटरी सुरक्षा परीक्षण सूचक लिथियम आयन बैटरी उत्पादन, उपभोक्ता तक पहुंचने से पहले पता लगाने की एक श्रृंखला की जाती है, बैटरी की सुरक्षा सुनिश्चित करने और सुरक्षा खतरों को कम करने का प्रयास करती है। 1.

एक्सट्रूज़न परीक्षण: चार्ज की गई बैटरी को एक तल में रखें, 131KN के स्टील रॉड से, एक स्टील रॉड प्लेन को 32 मिमी व्यास वाले स्टील रॉड द्वारा एक्सट्रूड किया जाता है, एक बार एक्सट्रूज़न दबाव अधिकतम स्टॉप एक्सट्रूज़न तक पहुँच जाता है, बैटरी में आग नहीं लगती है, विस्फोट नहीं होता है। 2, हिट परीक्षण: बैटरी पूरी तरह से चार्ज होने के बाद, 15.8 मिमी व्यास के स्टील कॉलम को एक विमान पर लंबवत रखें, और 9 का वजन।

610 मिमी से 1 किग्रा भार बैटरी के ऊपर स्थित स्टील कॉलम में मुक्त होता है। बैटरी में आग नहीं लगी है, न ही विस्फोट हुआ है। 3, ओवर-रिचार्ज टेस्ट: बैटरी को 1 सी से भरें, 3 सी ओवरचार्ज 10 वी के अनुसार ओवरचार्ज टेस्ट दबाएं, जब बैटरी ओवर-चार्ज वोल्टेज एक निश्चित वोल्टेज तक बढ़ जाती है, यह एक बार के करीब है, बैटरी वोल्टेज तेजी से बढ़ जाती है, जब बढ़ती है एक निश्चित सीमा पर, बैटरी उच्च टोपी टूट गई है, वोल्टेज 0V तक गिर गया, बैटरी आग नहीं लगी, विस्फोट हुआ।

4. शॉर्ट-सर्किट परीक्षण: बैटरी को 50 मीटर से अधिक प्रतिरोधक वाले तार से पावर देना, बैटरी के सतह के तापमान का परीक्षण करना, बैटरी का ऊपरी तापमान 140 डिग्री सेल्सियस है, बैटरी कैप खोला जाता है, बैटरी में आग नहीं लगती है, विस्फोट नहीं होता है। 5.

एक्यूपंक्चर परीक्षण: विद्युत बैटरी को एक समतल पर रखें, 3 मिमी व्यास वाली स्टील की सुई से बैटरी को रेडियल दिशा में छेदें। परीक्षण करें कि बैटरी में आग तो नहीं लग रही है, विस्फोट तो नहीं हो रहा है। 6.

तापमान चक्र परीक्षण: लिथियम आयन बैटरी तापमान चक्र परीक्षण का उपयोग परिवहन या भंडारण के दौरान लिथियम-आयन बैटरी का अनुकरण करने के लिए किया जाता है, कम तापमान और उच्च तापमान वातावरण के लिए दोहराया जोखिम, लिथियम आयन बैटरी की सुरक्षा, परीक्षण तेजी से और चरम तापमान बदलने का उपयोग करने के लिए है। परीक्षण के बाद नमूना फटना नहीं चाहिए, विस्फोट नहीं होना चाहिए, रिसाव नहीं होना चाहिए। चौथा, लिथियम-आयन बैटरी सुरक्षा समाधान सामग्री, विनिर्माण और उपयोग में कई सुरक्षा खतरों के लिए, सुरक्षा मुद्दों को कैसे सुधारें, यह लिथियम-आयन बैटरी निर्माताओं द्वारा हल की जाने वाली समस्या है।

1. कार्यात्मक योजकों को जोड़कर, नए लिथियम लवणों का उपयोग करके और नए सॉल्वैंट्स का उपयोग करके इलेक्ट्रोलाइट के सुरक्षा खतरे को प्रभावी ढंग से हल किया जा सकता है। योजक कार्य के कार्य के आधार पर, इसे निम्नलिखित में विभाजित किया जाना महत्वपूर्ण है: सुरक्षा संरक्षण योजक, फिल्म गठन योजक, सकारात्मक इलेक्ट्रोड योजक की रक्षा, लिथियम नमक योजक को स्थिर करना, लिथियम वर्षा योजक, सामूहिक एंटीकोरोसिव योजक, बढ़ाया गीला योजक, आदि।

वाणिज्यिक लिथियम नमक के प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए, शोधकर्ताओं ने उन्हें प्रतिस्थापित किया, कई व्युत्पन्न प्राप्त किए, जिनमें से परफ्लुओरोएल्काइल प्रतिस्थापित परमाणुओं के साथ प्राप्त यौगिकों में उच्च फ्लैश पॉइंट, विद्युत चालकता सन्निकटन, जल प्रतिरोध आदि हैं। यह एक प्रकार का लिथियम नमक यौगिक है जो बहुत उपयोगी है। इसके अलावा, ऑक्सीजन आधार को बोरॉन परमाणु के साथ धोखा देकर प्राप्त एनायनिक लिथियम नमक में उच्च तापीय स्थिरता होती है।

विलायक के संबंध में, कई शोधकर्ताओं ने कार्बोक्सिलेट, कार्बनिक ईथर कार्बनिक विलायक जैसे कई नए कार्बनिक विलायकों का प्रस्ताव दिया है। इसके अलावा, आयनिक तरल में एक प्रकार का सुरक्षा उच्च इलेक्ट्रोलाइट भी होता है, लेकिन अपेक्षाकृत सामान्यतः इस्तेमाल किया जाने वाला कार्बोनेट इलेक्ट्रोलाइट, आयनिक तरल की चिपचिपाहट अधिक होती है, विद्युत चालकता, आयन स्व-प्रसार गुणांक कम होता है, और व्यावहारिकता से अभी भी कई काम हैं। करना पड़ेगा।

2. सुरक्षा में सुधार लिथियम आयरन फॉस्फेट और इलेक्ट्रोड सामग्री के त्रिगुट कंपोजिट और तीन सदस्यीय कंपोजिट को एक सकारात्मक सामग्री सामग्री माना जाता है, सुरक्षा में उत्कृष्ट है, और इलेक्ट्रिक वाहन उद्योगों में अनुप्रयोगों को फैलाना संभव है। सकारात्मक सामग्री के संबंध में, इसकी सुरक्षा में सुधार करने की सामान्य विधि लेपित है, जैसे कि धातु ऑक्साइड के साथ सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री की सतह को कवर करना, सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री और इलेक्ट्रोलाइट के बीच सीधे संपर्क को रोक सकता है, सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री के चरण परिवर्तन को बाधित कर सकता है, सुधार करता है इसकी संरचनात्मक स्थिरता, जाली में धनायन के विकार प्रतिरोध को कम करने, माध्यमिक प्रतिक्रिया को कम करने के लिए।

नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री के संबंध में, चूंकि इसकी सतह अक्सर लिथियम आयन बैटरी में गर्मी अपव्यय और एक्सोथर्म के लिए सबसे अधिक संवेदनशील होती है, इसलिए एसईआई फिल्म की थर्मल स्थिरता नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री की सुरक्षा में सुधार करने के लिए एक महत्वपूर्ण तरीका है। कमजोर ऑक्सीकरण, धातु और धातु ऑक्साइड जमाव, बहुलक या कार्बन कोटिंग द्वारा, नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री की थर्मल स्थिरता में सुधार किया जा सकता है। 3.

बैटरी की सुरक्षा संरक्षण में सुधार बैटरी सामग्री की सुरक्षा में सुधार के अलावा, कमोडिटी लिथियम-आयन बैटरी द्वारा नियोजित कई सुरक्षा संरक्षण उपाय, जैसे बैटरी सुरक्षा वाल्व, थर्मो-घुलनशील फ़्यूज़, सकारात्मक तापमान गुणांक के साथ श्रृंखला, गर्म सीलिंग डायाफ्राम का उपयोग करना, लोड विशेष सुरक्षा सर्किट, समर्पित बैटरी प्रबंधन प्रणाली आदि भी सुरक्षा बढ़ाने का साधन है।