Faktor apa yang mempengaruhi desain keselamatan sel baterai litium? Perkuat desain keselamatan sel baterai secara keseluruhan
Sel baterai merupakan penghubung yang menggabungkan berbagai zat dalam baterai. Ini adalah integrasi elektroda positif, elektroda negatif, diafragma, tab dan film kemasan. Desain struktural sel baterai tidak hanya memengaruhi kinerja berbagai material, tetapi juga memengaruhi baterai secara keseluruhan. Kinerja elektrokimia dan kinerja keselamatan memiliki dampak penting. Pemilihan bahan dan desain struktur sel merupakan hubungan yang tepat antara bagian dan keseluruhan. Dalam desain sel, model struktur yang masuk akal harus dirumuskan dalam kombinasi dengan sifat material.
Selain itu, beberapa perangkat perlindungan tambahan juga dapat dipertimbangkan dalam struktur baterai litium. Mekanisme perlindungan umum dirancang sebagai berikut:
1 Menggunakan elemen switching, ketika suhu di dalam baterai naik, nilai resistansinya meningkat, dan ketika suhu terlalu tinggi, maka secara otomatis akan menghentikan pasokan listrik;
2 Atur katup pengaman (yaitu lubang ventilasi di bagian atas baterai), ketika tekanan internal baterai naik ke nilai tertentu, katup pengaman akan terbuka secara otomatis untuk menjamin keamanan baterai.
Berikut ini adalah beberapa contoh desain keselamatan struktur sel:
a) Rasio kapasitas positif dan negatif serta ukuran desain
Pilih rasio kapasitas elektroda positif dan negatif yang sesuai dengan karakteristik bahan positif dan negatif. Rasio kapasitas sel positif dan negatif merupakan kaitan penting terkait keamanan baterai lithium-ion. Jika kapasitas positif terlalu besar, logam litium akan muncul di permukaan elektroda negatif. Jika elektroda negatif terlalu besar, kapasitas baterai akan hilang secara signifikan. Secara umum, N/P=1,05～1,15, dan buatlah pilihan yang tepat sesuai dengan kapasitas baterai sebenarnya dan persyaratan keselamatan. Rancang potongan besar dan kecil sehingga posisi pasta elektroda negatif (bahan aktif) menutupi (lebih besar dari) posisi pasta elektroda positif. Umumnya, lebarnya harus lebih besar 1-5 mm dan panjangnya harus lebih besar 5-10 mm.
b) Ada margin untuk lebar diafragma
Prinsip umum desain lebar diafragma adalah untuk mencegah korsleting internal akibat kontak langsung elektroda positif dan negatif. Karena penyusutan termal diafragma selama proses pengisian dan pengosongan baterai dan di lingkungan kejutan termal, diafragma berubah bentuk ke arah panjang dan lebar, dan diafragma berubah bentuk ke arah panjang dan lebar. Area yang berkerut meningkatkan polarisasi karena bertambahnya jarak antara elektroda positif dan negatif; area diafragma yang meregang meningkatkan kemungkinan korsleting mikro akibat penipisan diafragma; penyusutan area tepi diafragma dapat menyebabkan sambungan langsung elektroda positif dan negatif. Terjadi kontak dan korsleting internal, yang dapat membahayakan baterai karena pelepasan panas. Oleh karena itu, dalam merancang baterai, penggunaan luas dan lebar separator harus memperhatikan karakteristik penyusutannya, dan ukuran separator lebih besar dari anoda dan katoda. Mengingat kesalahan proses, film isolasi harus lebih panjang setidaknya 0,1 mm dari tepi luar potongan tiang.
c) Perawatan isolasi
Korsleting internal merupakan faktor penting terhadap potensi bahaya keselamatan baterai lithium-ion. Ada banyak bagian yang berpotensi berbahaya yang menyebabkan korsleting internal pada desain struktural sel baterai. Oleh karena itu, tindakan atau isolasi yang diperlukan harus ditetapkan pada posisi kunci ini untuk mencegah kondisi abnormal. Jika terjadi arus pendek pada baterai, misalnya: jaga jarak yang diperlukan antara telinga positif dan negatif; letakkan selotip di tengah tanpa tempel di salah satu sisi ujungnya, dan tutupi semua bagian yang terbuka; tempelkan pita isolasi di antara aluminium foil positif dan bahan aktif negatif; aplikasi Pita isolasi akan menutupi semua bagian pengelasan tab; pita isolasi digunakan di bagian atas sel.
d) Pasang katup pengaman (alat pelepas tekanan)
Baterai litium-ion berbahaya, seringkali karena suhu internal yang berlebihan atau tekanan yang berlebihan, sehingga menyebabkan ledakan dan kebakaran; menyetel perangkat pelepas tekanan yang wajar dapat dengan cepat melepaskan tekanan dan panas di dalam baterai saat terjadi bahaya, sehingga mengurangi risiko ledakan. Perangkat pelepas tekanan yang wajar diperlukan tidak hanya untuk memenuhi tekanan internal baterai selama pengoperasian normal, tetapi juga terbuka secara otomatis untuk melepaskan tekanan ketika tekanan internal mencapai batas berbahaya. Karakteristik deformasi sesuai desain; desain katup pengaman dapat dicapai dengan lamela, tepi, jahitan dan takik.
3 Meningkatkan tingkat pengerjaan
Upaya untuk melakukan pekerjaan dengan baik dalam standarisasi dan standardisasi proses produksi sel baterai. Pada langkah-langkah pencampuran, pelapisan, pemanggangan, pemadatan, pemotongan dan penggulungan, merumuskan standardisasi (seperti lebar diafragma, volume injeksi elektrolit, dll.), dan meningkatkan metode proses (seperti metode injeksi tekanan rendah, metode Shell sentrifugal, dll.) .), melakukan pekerjaan dengan baik dalam pengendalian proses, memastikan kualitas proses, dan mengurangi perbedaan antar produk; menyiapkan langkah-langkah khusus dalam langkah-langkah penting yang berdampak pada keselamatan (seperti deburring, penyapuan bubuk, dan pengelasan berbeda untuk material berbeda). metode, dll.), menerapkan pemantauan kualitas standar, menghilangkan bagian yang cacat, dan mengecualikan produk yang cacat (seperti deformasi potongan tiang, tusukan diafragma, pelepasan bahan aktif dan kebocoran elektrolit, dll.); menjaga lokasi produksi tetap rapi dan bersih, serta menerapkan manajemen 5S dan kontrol kualitas 6 -Sigma untuk mencegah tercampurnya kotoran dan kelembapan dalam produksi dan meminimalkan dampak situasi tak terduga dalam produksi terhadap keselamatan.
