Vad är faktorn som påverkar säkerhetsdesignen för litiumbattericellen? Stärk den övergripande säkerhetsdesignen för battericellen
Battericellen är länken som kombinerar olika ämnen i batteriet. Det är integrationen av den positiva elektroden, negativa elektroden, membranet, fliken och förpackningsfilmen. Battericellens strukturella design påverkar inte bara prestanda hos olika material, utan påverkar också det totala batteriet. Elektrokemisk prestanda och säkerhetsprestanda har en viktig inverkan. Valet av material och utformningen av cellstrukturen är exakt förhållandet mellan delen och helheten. Vid utformningen av cellen bör en rimlig strukturell modell formuleras i kombination med materialegenskaperna.
Dessutom kan vissa extra skyddsanordningar också övervägas i strukturen av litiumbatterier. Vanliga skyddsmekanismer är utformade enligt följande:
1 Med hjälp av ett omkopplingselement, när temperaturen i batteriet stiger, stiger dess motståndsvärde, och när temperaturen är för hög, kommer det automatiskt att stoppa strömförsörjningen;
2 Ställ in säkerhetsventilen (det vill säga ventilationshålet på toppen av batteriet), när batteriets inre tryck stiger till ett visst värde öppnas säkerhetsventilen automatiskt för att säkerställa batteriets säkerhet.
Följande är några exempel på säkerhetsdesignen av cellstrukturen:
a) Positivt och negativt kapacitetsförhållande och designstorlek
Välj lämpligt kapacitetsförhållande för positiva och negativa elektroder enligt egenskaperna hos de positiva och negativa materialen. Förhållandet mellan den positiva och negativa kapaciteten hos cellerna är en viktig länk relaterad till säkerheten hos litiumjonbatterier. Om den positiva kapaciteten är för stor, kommer metalllitium att synas på ytan av den negativa elektroden. Om den negativa elektroden är för stor kommer batteriets kapacitet att försvinna kraftigt. Generellt sett är N/P=1,05–1,15, och gör ett lämpligt val enligt den faktiska batterikapaciteten och säkerhetskraven. Designa stora och små bitar så att positionen för den negativa elektrodpastan (aktivt material) täcker (större än) positionen för den positiva elektrodpastan. Generellt bör bredden vara 1-5 mm större och längden 5-10 mm större.
b) Det finns en marginal för diafragmans bredd
Den allmänna principen för membranbreddsdesign är att förhindra intern kortslutning på grund av direktkontakt mellan positiva och negativa elektroder. På grund av den termiska krympningen av membranet under laddnings- och urladdningsprocessen av batteriet och i miljön med termisk chock, deformeras membranet i längd- och breddriktningen, och membranet deformeras i längd- och breddriktning. Det skrynkliga området ökar polarisationen på grund av ökningen av avståndet mellan de positiva och negativa elektroderna; det sträckta området av membranet ökar möjligheten för mikrokortslutning på grund av membranets uttunning; krympningen av membranets kantområde kan leda till direkt anslutning av de positiva och negativa elektroderna. Kontakt och interna kortslutningar uppstår, vilket kan göra batteriet farligt på grund av termisk rusning. Därför, när man designar ett batteri, måste användningen av separatorns yta och bredd beakta dess krympningsegenskaper, och separatorn är större än anoden och katoden. Med tanke på processfelet måste isoleringsfilmen vara minst 0,1 mm längre än polstyckets ytterkant.
c) Isoleringsbehandling
Intern kortslutning är en viktig faktor för de potentiella säkerhetsriskerna med litiumjonbatterier. Det finns många potentiellt farliga delar som orsakar intern kortslutning i battericellens strukturella design. Därför bör nödvändiga åtgärder eller isolering sättas vid dessa nyckelpositioner för att förhindra onormala förhållanden. I händelse av kortslutning i batteriet, till exempel: håll det nödvändiga avståndet mellan de positiva och negativa öronen; placera isoleringstejp i mitten utan pasta på ena sidan av änden och täck alla exponerade delar; fäst isoleringstejp mellan den positiva aluminiumfolien och det negativa aktiva materialet; applicering Isoleringstejp kommer att täcka alla svetsdelar av flikarna; isoleringstejp används på toppen av cellen.
d) Ställ in säkerhetsventilen (tryckavlastningsanordning)
Litiumjonbatterier är farliga, ofta på grund av för hög inre temperatur eller för högt tryck, vilket orsakar explosioner och bränder; Att ställa in en rimlig tryckavlastningsanordning kan snabbt släppa ut trycket och värmen inuti batteriet när fara uppstår, vilket minskar risken för explosion. En rimlig tryckavlastningsanordning krävs för att inte bara möta batteriets inre tryck under normal drift, utan också öppnas automatiskt för att avlasta trycket när det inre trycket når den farliga gränsen. Deformationsegenskaper till design; Utformningen av säkerhetsventilen kan uppnås genom lameller, kanter, sömmar och skåror.
3 Förbättra nivån på hantverket
Ansträngningar för att göra ett bra jobb i standardisering och standardisering av battericellproduktionsprocessen. I stegen att blanda, belägga, baka, komprimera, skära och linda, formulera standardisering (såsom membranbredd, elektrolytinjektionsvolym, etc.) och förbättra processmetoder (såsom lågtrycksinsprutningsmetod, centrifugalskalmetod, etc.) .), gör ett bra jobb inom processkontroll, säkerställer processkvalitet och minskar skillnaden mellan produkter; sätta upp speciella steg i nyckelsteg som påverkar säkerheten (såsom gradning, pulversopning och olika svetsning för olika material). metoder, etc.), implementera standardiserad kvalitetsövervakning, eliminera defekta delar och utesluta defekta produkter (såsom polstycksdeformation, membranpunktion, aktivt materialavfall och elektrolytläckage, etc.); hålla produktionsplatsen snygg och ren, och implementera 5S-hantering och 6-Sigma kvalitetskontroll för att förhindra att föroreningar och fukt blandas i produktionen och minimera inverkan på säkerheten av oväntade situationer i produktionen.
