Welke factor beïnvloedt het veiligheidsontwerp van de lithiumbatterijcel? Versterk het algehele veiligheidsontwerp van de batterijcel
De batterijcel is de schakel die verschillende stoffen van de batterij combineert. Het is de integratie van de positieve elektrode, negatieve elektrode, diafragma, lipje en verpakkingsfolie. Het structurele ontwerp van de batterijcel heeft niet alleen invloed op de prestaties van verschillende materialen, maar heeft ook invloed op de algehele batterij. Elektrochemische prestaties en veiligheidsprestaties hebben een belangrijke impact. De materiaalkeuze en het ontwerp van de celstructuur zijn precies de verhouding tussen het onderdeel en het geheel. Bij het ontwerp van de cel moet een redelijk constructief model worden geformuleerd in combinatie met de materiaaleigenschappen.
Bovendien kunnen er ook enkele extra beschermingsvoorzieningen in de structuur van lithiumbatterijen worden overwogen. Gemeenschappelijke beschermingsmechanismen zijn als volgt ontworpen:
1. Als u een schakelelement gebruikt, stijgt de weerstandswaarde van de batterij wanneer de temperatuur in de batterij stijgt en wanneer de temperatuur te hoog is, wordt de stroomtoevoer automatisch gestopt;
2 Stel de veiligheidsklep in (dat wil zeggen het ontluchtingsgat aan de bovenkant van de batterij). Wanneer de interne druk van de batterij tot een bepaalde waarde stijgt, wordt de veiligheidsklep automatisch geopend om de veiligheid van de batterij te garanderen.
Hieronder volgen enkele voorbeelden van het veiligheidsontwerp van de celstructuur:
a) Positieve en negatieve capaciteitsverhouding en ontwerpgrootte
Selecteer de juiste capaciteitsverhouding van positieve en negatieve elektroden volgens de kenmerken van de positieve en negatieve materialen. De verhouding tussen de positieve en negatieve capaciteiten van de cellen is een belangrijke schakel met betrekking tot de veiligheid van lithium-ionbatterijen. Als de positieve capaciteit te groot is, zal metaallithium op het oppervlak van de negatieve elektrode verschijnen. Als de negatieve elektrode te groot is, gaat de capaciteit van de batterij sterk verloren. Over het algemeen is N/P=1,05~1,15 en maak een passende keuze op basis van de werkelijke batterijcapaciteit en veiligheidseisen. Ontwerp grote en kleine stukken zo dat de positie van de negatieve elektrodepasta (actief materiaal) de positie van de positieve elektrodepasta (groter dan) bedekt. Over het algemeen moet de breedte 1-5 mm groter zijn en de lengte 5-10 mm groter.
b) Er is een marge voor de breedte van het diafragma
Het algemene principe van het ontwerp van de diafragmabreedte is het voorkomen van interne kortsluiting als gevolg van direct contact van positieve en negatieve elektroden. Als gevolg van de thermische krimp van het diafragma tijdens het laad- en ontlaadproces van de batterij en in de omgeving van thermische schokken, wordt het diafragma vervormd in de richting van lengte en breedte, en wordt het diafragma vervormd in de richting van lengte en breedte. Het gerimpelde gebied vergroot de polarisatie als gevolg van de toename van de afstand tussen de positieve en negatieve elektroden; het uitgerekte gebied van het diafragma vergroot de kans op microkortsluiting als gevolg van het dunner worden van het diafragma; de krimp van het randgebied van het diafragma kan leiden tot de directe verbinding van de positieve en negatieve elektroden. Er ontstaan contact- en interne kortsluitingen, waardoor de batterij gevaarlijk kan worden vanwege thermische overstroming. Daarom moet bij het ontwerpen van een batterij bij het gebruik van het oppervlak en de breedte van de scheider rekening worden gehouden met de krimpeigenschappen, en is de scheider groter dan de anode en kathode. Gezien de procesfout moet de isolatiefilm minimaal 0,1 mm langer zijn dan de buitenrand van het poolstuk.
c) Isolatiebehandeling
Interne kortsluiting is een belangrijke factor voor de potentiële veiligheidsrisico's van lithium-ionbatterijen. Er zijn veel potentieel gevaarlijke onderdelen die interne kortsluiting veroorzaken in het structurele ontwerp van de batterijcel. Daarom moeten op deze sleutelposities de nodige maatregelen of isolatie worden aangebracht om abnormale omstandigheden te voorkomen. In geval van kortsluiting in de batterij, bijvoorbeeld: bewaar de nodige afstand tussen de positieve en negatieve oren; plaats isolatietape in het midden zonder lijm aan één kant van het uiteinde en bedek alle blootgestelde delen; plak isolatietape tussen de positieve aluminiumfolie en het negatieve actieve materiaal; toepassing Isolatietape bedekt alle lasdelen van de lipjes; isolatietape wordt op de bovenkant van de cel gebruikt.
d) Veiligheidsventiel instellen (overdrukventiel)
Lithium-ionbatterijen zijn gevaarlijk, vaak als gevolg van een te hoge interne temperatuur of overmatige druk, waardoor explosies en brand kunnen ontstaan; Door een redelijk drukontlastingsapparaat in te stellen, kan de druk en de warmte in de batterij snel worden afgevoerd als er gevaar dreigt, waardoor het risico op explosie wordt verminderd. Een redelijk drukontlastingsapparaat is vereist om niet alleen tijdens normaal gebruik aan de interne druk van de batterij te voldoen, maar ook automatisch te openen om de druk te ontlasten wanneer de interne druk de gevaarlijke limiet bereikt. Vervormingskenmerken om te ontwerpen; het ontwerp van de veiligheidsklep kan worden bereikt door lamellen, randen, naden en inkepingen.
3 Verbeter het niveau van vakmanschap
Inspanningen om goed werk te leveren bij de standaardisatie en standaardisatie van het productieproces van batterijcellen. Formuleer in de stappen van mengen, coaten, bakken, verdichten, snijden en opwikkelen standaardisatie (zoals diafragmabreedte, elektrolytinjectievolume, enz.) en verbeter procesmethoden (zoals lagedrukinjectiemethode, centrifugale Shell-methode, enz. .), goed werk leveren op het gebied van procescontrole, de proceskwaliteit waarborgen en het verschil tussen producten verkleinen; speciale stappen instellen in belangrijke stappen die invloed hebben op de veiligheid (zoals ontbramen, poedervegen en verschillend lassen voor verschillende materialen). methoden, enz.), gestandaardiseerde kwaliteitsmonitoring implementeren, defecte onderdelen elimineren en defecte producten uitsluiten (zoals vervorming van het poolstuk, lekke band van het diafragma, actief materiaalverlies en elektrolytlekkage, enz.); houd de productielocatie netjes en schoon en implementeer 5S-management en 6-Sigma-kwaliteitscontrole om te voorkomen dat onzuiverheden en vocht in de productie worden gemengd en om de impact van onverwachte situaties in de productie op de veiligheid te minimaliseren.
