דוגמאות לבטיחות, זיהוי ופתרון של סוללות ליתיום-יון

Auctor Iflowpower - Portable Power Station supplementum

בשנים האחרונות, עקב התאונות שנגרמו על ידי בטיחות הסוללה, ישנן בעיות רבות שנגרמות מהשלכות הבעיה, כגון תעשיית ההלם במטוס בואינג 787 פנטזיה מטוס נוסעים ליתיום-יון אירוע שריפה של סוללת Samsunggalaxynote7 בקנה מידה גדול של סוללות, לסוללות ליתיום יון בעיית האבטחה נשמעת שוב. I. הרכב ועקרון העבודה של סוללות ליתיום יון חשובים מהאלקטרודה החיובית, האלקטרודה השלילית, האלקטרוליט, הסרעפת, והחיבור החיצוני, ואיבר האריזה.

ביניהם, האלקטרודה החיובית, האלקטרודה השלילית כוללת חומר אלקטרודה פעיל, חומר מוליך, חומר מקשר וכדומה, המוחל באופן אחיד על רדיד הנחושת ונוזל ריכוז רדיד האלומיניום. פוטנציאל האלקטרודה החיובי של סוללת הליתיום-יון הוא גבוה, לרוב תחמוצת מתכת מעבר ליתיום מנומרת, או תרכובת פוליאניונית כגון ליתיום קובלטאט, ליתיום מנגנט, שלושה יואן, פוספט ליתיום ברזל וכו&39;, סוללת הליתיום יון היא בדרך כלל חומר פחמן.

כגון גרפיט ופחמן לא גרפיט וכו&39;; האלקטרוליט של סוללת הליתיום יון חשוב לתמיסה לא מימית, המורכבת ממסים מעורבים אורגניים ומלחי ליתיום, כאשר הממס הוא בעיקר ממס אורגני מוגז, ומלח הליתיום הוא לרוב מלח פוליאוניוני במחיר יחידה, כגון ליתיום הקספלואורופוספט וכו&39;; דיאפרגמת סוללת ליתיום יון היא בעיקר פוליאתילן, קרום מיקרו-נקבי דק פוליפרופין, אשר מתפקד לבודד אלקטרודה חיובית ושליליה, ומונע מאלקטרונים לגרום לקצר תוך מתן אפשרות ליוני אלקטרוליטים לעבור.

בתהליך הטעינה, חלקה הפנימי של הסוללה מוסר מהאלקטרודה החיובית בצורה יונית, ומועבר מהאלקטרוליט אל האלקטרודה השלילית; החלק החיצוני של הסוללה עובר מהמעגל החיצוני אל האלקטרודה השלילית. במהלך תהליך הפריקה: יוני הליתיום הפנימיים בסוללה מנותקים מהאלקטרודה השלילית, דרך הסרעפת, המוטבעים באלקטרודה החיובית; בחלק החיצוני של הסוללה, האלקטרון עובר מהמעגל החיצוני אל האלקטרודה החיובית. כמו טעינה, פריקה, הגירה היא יוני ליתיום, ולא ליתיום, אז הסוללה נקראת סוללות ליתיום יון.

שנית, הסכנה הבטיחותית של סוללת ליתיום-יון היא בדרך כלל, ובעיות הבטיחות בסוללות ליתיום-יון מופיעות כבעירה או אפילו פיצוץ. הסיבה השורשית לבעיות אלו היא התרמיות שיצאו משליטה בתוך הסוללה, בנוסף לכך, כמה גורמים חיצוניים, כגון אור יתר, מקור אש, אקסטרוזיה, פנצ&39;ר, קצר חשמלי וכו&39;. גם להוביל לבעיות בטיחות.

סוללת הליתיום-יון תתחמם במהלך הטעינה והפריקה. אם החום עולה על יכולת פיזור החום של חום הסוללה, סוללת הליתיום-יון תתחמם יתר על המידה, חומר הסוללה יתרחש, פירוק סרט ה-SEI, פירוק האלקטרוליטים, הפירוק החיובי, האלקטרודה השלילית EtOAc EtOAc. 1.

יחד עם זאת, שתי התגובות הללו יכולות להתרחש בכמות גדולה של חום, וכתוצאה מכך לעלייה נוספת בטמפרטורת הסוללה. למצבי דה-ליתיום שונים יש הבדל בטרנספורמציה של סריג החומר הפעיל, טמפרטורת הפירוק ויציבות הסוללה. 2.

תרכובת ליתיום ליתיום יכולה למנוע ביעילות את התרחשותם של דנדריטים ליתיום, לשפר מאוד את הבטיחות של סוללות ליתיום-יון. ככל שהטמפרטורה עולה, אלקטרודת הפחמן השלילית במצב ליתיום משקפת תחילה עם האלקטרוליט. באותם תנאי טעינה ופריקה, הקצב האקזותרמי של האלקטרוליט ותגובת הליתיום המלאכותית האנטידמית של גרפיט מלאכותי גדול בהרבה מקצב העברת החום של התגובה של מיקרוספירות פחמן בשלב הביניים, סיבי פחמן, קוקות וכו&39;.

של האינטרקליום. 3. האלקטרוליט של המפריד והתמיסה האלקטרוליטית הוא תמיסה מעורבת של מלח הליתיום וממס אורגני שבו מלח הליתיום המסחרי הוא ליתיום hexafluorophosphate הנוטה לפירוק תרמי בטמפרטורה גבוהה, ועם תגובה כימית של מים וחום אורגני בין הממס, מה שמפחית את היציבות התרמית של האלקטרוליט.

הממס האורגני האלקטרוליט הוא קרבונט, נקודת רתיחה ממס כזו, נקודת הבזק נמוכה, קל לשחרור PF5 בטמפרטורות גבוהות, קל לחמצן. 4. סכנות נסתרות בטיחותיות בתהליכי ייצור, סוללות ליתיום-יון, ייצור אלקטרודות, הרכבת סוללות וכו&39;.

, להשפיע על בטיחות הסוללות. כגון תערובות אלקטרודות חיוביות ושליליות, ציפוי, גלגול, לשוניות או ניקוב, הרכבה, מילוי אלקטרוליט, איטום וכו&39;, בקרת האיכות וכו&39;.

אחידות התרחיץ קובעת את אחידות פיזור החומר הפעיל על האלקטרודה, ובכך משפיעה על בטיחות הסוללה. התרחיץ גדול מדי, וההתפשטות של חומר האלקטרודה השלילי והתכווצות חומר האלקטרודה השליליים גדולים, וייתכן שמשקעים של ליתיום מתכתי; עדינות השטיפה תגרום לסוללה לחסום את הסוללה. טמפרטורת החימום של הציפוי נמוכה מדי או שזמן הייבוש ישאיר את שאריות הממס, חלק המקשר מומס, וכתוצאה מכך חלק מהחומר הפעיל יתקלף בקלות; הטמפרטורה גבוהה מדי עלולה לגרום לפחממות הקלסר, החומר הפעיל נופל גורם לקצר פנימי של הסוללה.

5, סכנות הבטיחות בשימוש בסוללה, סוללה נטולת ליתיום צריכה למזער טעינת יתר או פריקת יתר, במיוחד לגבי סוללה בעלת קיבולת מונומר גבוהה, עלולה לגרום לסדרה של תגובות לוואי אקסותרמיות עקב הפרעת חום, וכתוצאה מכך בעיה מינית בטיחותית. שלישית, מחוון בדיקת בטיחות סוללת ליתיום-יון ייצור סוללת ליתיום-יון, סדרה אחת של זיהוי מתבצעת לפני ההגעה לצרכן, נסו להבטיח את בטיחות הסוללה ולהפחית את סכנות הבטיחות. 1.

בדיקת אקסטרוזיה: מניחים את המצבר הטעון במישור אחד, ממוט הפלדה של 131KN, מישור מוט פלדה שחולץ על ידי מוט פלדה בקוטר 32 מ"מ, ברגע שלחץ האקסטרוזיה מגיע לעצירה המקסימלית שחול המצבר אינו מאפשר אש, אינו מתפוצץ. 2, בדיקת פגע: לאחר שהסוללה טעונה במלואה, הנח את עמוד הפלדה בקוטר של 15.8 מ"מ אנכית על מישור, ומשקל של 9.

1 ק"ג מ-610 מ"מ חופשי לעמוד הפלדה שמעל הסוללה. הסוללה אינה אש, לא מתפוצצת. 3, בדיקת טעינת יתר: מלא את הסוללה ב-1C, לחץ על בדיקת טעינת יתר לפי 3C טעינת יתר 10V, כאשר מתח טעינת יתר הסוללה עולה למתח מסוים, זה קרוב לפעם אחת, מתח הסוללה עולה במהירות, בעת עלייה בגבול מסוים, הכובע הגבוה של הסוללה נשבר, המתח ירד ל-0V, הסוללה לא התפוצצה.

4. בדיקת קצר חשמלי: הפעלת הסוללה באמצעות חוט עם חוט עם נגד לא יותר מ-50 מטר, בדוק את טמפרטורת פני השטח של הסוללה, הטמפרטורה העליונה של הסוללה היא 140 ¡ã C, מכסה הסוללה נפתח, הסוללה לא פוגעת באש, לא מתפוצצת. 5.

בדיקת דיקור: הנח את הסוללה החשמלית על מטוס, חורר את הסוללה בכיוון הרדיאלי בעזרת מחט פלדה בקוטר 3 מ"מ. בדוק את הסוללה לא מאפשרת אש, לא להתפוצץ. 6.

בדיקת מחזור טמפרטורה: בדיקת מחזור טמפרטורת סוללת ליתיום יון משמשת כדי לדמות סוללות ליתיום יון במהלך הובלה או אחסון, חשיפה חוזרת לסביבות טמפרטורה נמוכה וטמפרטורה גבוהה, הבטיחות של סוללות ליתיום יון, הבדיקה היא לנצל טמפרטורות מהירות וקיצוניות משתנות. לאחר הבדיקה, אין לירות את המדגם, לא לפוצץ, אין דליפה. רביעית, פתרון בטיחות סוללת ליתיום-יון עבור סכנות בטיחותיות רבות בחומרים, ייצור ושימוש, כיצד לשפר את בעיות הבטיחות, היא הבעיה שתיפתר על ידי יצרני סוללות ליתיום-יון.

1. על ידי הוספת תוספים פונקציונליים, שימוש במלחי ליתיום חדשים ושימוש בממיסים חדשים יכולים לפתור ביעילות את הסכנה הבטיחותית של אלקטרוליט. בהתאם לתפקוד התוסף, חשוב להתחלק לדברים הבאים: תוספי הגנה בטיחותיים, תוספים להיווצרות סרטים, הגנה על תוסף האלקטרודות החיוביות, ייצוב תוסף מלח הליתיום, תוסף משקעי ליתיום, תוסף אנטי קורוזיבי קולקטיבי, תוספי הרטבה משופרים וכו&39;.

על מנת לשפר את הביצועים של מלח הליתיום המסחרי, החוקרים החליפו אותם, קיבלו מספר נגזרות, מהן התרכובות המתקבלות עם אטומים מוחלפים בפרפלואוראלקיל בעלות נקודת הבזק גבוהה, קירוב מוליכות חשמלית, עמידות למים וכו&39;. זהו סוג של תרכובת מלח ליתיום שימושית מאוד. יתר על כן, עם מלח הליתיום האניוני המתקבל על ידי רמייה של יסוד החמצן עם אטום בורון, יש לו יציבות תרמית גבוהה.

לגבי ממס, חוקרים רבים הציעו מגוון של ממיסים אורגניים חדשים כגון קרבוקסילאט, ממיסים אורגניים אתרים אורגניים. בנוסף, לנוזל היוני יש גם סוג של אלקטרוליט בטיחותי גבוה, אבל אלקטרוליט קרבונט נפוץ יחסית, הצמיגות של הנוזל היוני גבוהה, המוליכות החשמלית, מקדם הפיזור העצמי של היונים נמוך, ועדיין יש הרבה עבודה מהפרקטיקה. חייב לעשות.

2. שפר את הבטיחות ליתיום ברזל פוספט וחומרים משולשים מחומרי אלקטרודה וחומרים מרוכבים שלושה איברים נחשבים לחומר חומר חיובי, מעולה בבטיחות, וניתן להפיץ יישומים בתעשיות רכב חשמליות. לגבי החומר החיובי, שפר את השיטה הנפוצה לשיפור הבטיחות שלו מצופה, כגון כיסוי פני השטח של חומר האלקטרודה החיובית בתחמוצת מתכת, יכול למנוע מגע ישיר בין חומר האלקטרודה החיובית לאלקטרוליט, מעכב את שינוי הפאזה של חומר האלקטרודה החיובית, משפר את היציבות המבנית שלו, מפחית את ההתנגדות להפרעות של קטיון בתגובה השניה, כדי להפחית את התגובה השנייה.

לגבי חומר האלקטרודה השלילית, מכיוון שפני השטח שלו הם לרוב הרגישים ביותר לפיזור חום ואקסותרמי בסוללת ליתיום יון, היציבות התרמית של סרט ה-SEI היא שיטה מרכזית לשיפור הבטיחות של חומר האלקטרודה השלילית. על ידי חמצון חלש, שקיעת תחמוצת מתכת ומתכת, ציפוי פולימר או פחמן, יכול לשפר את היציבות התרמית של חומר האלקטרודה השלילי. 3.

שפר את ההגנה הבטיחותית של הסוללה בנוסף לשיפור הבטיחות של חומרי הסוללה, אמצעי הגנה רבים המופעלים על ידי סוללות ליתיום-יון סחורות, כגון קביעת שסתומי בטיחות של סוללות, נתיכים מסיסים תרמיים, סדרות עם מקדמי טמפרטורה חיוביים, שימוש בסרעפות אטימה חמה, עומס מעגלי הגנה מיוחדים, מערכות ניהול סוללות ייעודיות, וכו&39;, הם גם אמצעים לשיפור האבטחה.