Lityum ion batareýasynyň töwekgelçiligi we howpsuzlyk tehnologiýasy (2)

3. Howpsuzlyk tehnologiýasy

Lityum ion batareýalarynyň köp ulanylyş şertlerinde we belli çäreler bilen köp gizlin howpy bar bolsa-da, howpsuz ulanylmagyny üpjün etmek üçin batareýa öýjüklerinde ters reaksiýalaryň we zorlukly reaksiýalaryň ýüze çykmagyna täsir edip biler.Aşakda litiý ion batareýalary üçin köp ulanylýan howpsuzlyk tehnologiýalaryna gysgaça giriş.

(1 higher Has ýokary howpsuzlyk faktory bolan çig maly saýlaň

Oňyn we otrisatel polýar işjeň materiallar, diafragma materiallary we has ýokary howpsuzlyk faktory bolan elektrolitler saýlanar.

a) Oňyn material saýlamak

Katod materiallarynyň howpsuzlygy esasan aşakdaky üç tarapa esaslanýar:

1. Materiallaryň termodinamiki durnuklylygy;

2. Materiallaryň himiki durnuklylygy;

3. Materiallaryň fiziki aýratynlyklary.

b) diafragma materiallaryny saýlamak

Diafragmanyň esasy wezipesi batareýanyň polo positiveitel we otrisatel elektrodlaryny aýyrmak, polo positiveitel we otrisatel elektrodlaryň arasyndaky baglanyşyk sebäpli dörän gysga zynjyryň öňüni almak we elektrolit ionlarynyň geçmegine mümkinçilik bermek, ýagny elektron izolýasiýa we ion bar geçirijilik.Lityum ion batareýalary üçin diafragma saýlanylanda aşakdaky nokatlary bellemelidiris:

1. Oňyn we otrisatel elektrodlaryň mehaniki izolýasiýasyny üpjün etmek üçin elektron izolýasiýa bar;

2. Pes garşylygy we ýokary ion geçirijiligini üpjün etmek üçin belli bir duralga we gözenek bar;

3. Diafragma materialy ýeterlik himiki durnuklylyga eýe bolmaly we elektrolit poslama garşy durmalydyr;

4. Diafragma awtomatiki ýapylmakdan goramak funksiýasyna eýe bolmalydyr;

5. diafragmanyň ýylylyk gysylmagy we deformasiýasy mümkin boldugyça az bolmalydyr;

6. Diafragma belli bir galyňlyga eýe bolmalydyr;

7. Diafragma güýçli fiziki güýje we ýeterlik deşik garşylygyna eýe bolmalydyr.

ç) elektrolit saýlamak

Elektrolit, batareýanyň polo positiveitel we otrisatel elektrodlarynyň arasynda tok geçirmek we geçirmek roluny oýnaýan litiý ion batareýasynyň möhüm bölegidir.Lityum ion batareýalarynda ulanylýan elektrolit, degişli litiý duzlaryny organiki aprotik garyjy erginlerde eritmek arkaly emele gelen elektrolit erginidir.Adatça aşakdaky talaplara laýyk gelmelidir:

1. Gowy himiki durnuklylyk, elektrod işjeň madda, kollektor suwuklygy we diafragma bilen himiki reaksiýa ýok;

2. Giň elektrokimiki penjire bilen gowy elektrohimiki durnuklylyk;

3. litokary litiý ion geçirijiligi we pes elektron geçirijiligi;

4. Suwuk temperaturanyň giň diapazony;

5. Howpsuz, zäherli we ekologiýa taýdan arassa.

(2) Öýjügiň umumy howpsuzlyk dizaýnyny güýçlendiriň

Batareýa öýjügi, batareýanyň dürli materiallaryny we polo positiveitel polýus, otrisatel polýus, diafragma, baglamak we gaplamak filmini birleşdirýän baglanyşykdyr.Öýjük gurluşynyň dizaýny diňe bir dürli materiallaryň işleýşine täsir etmän, batareýanyň umumy elektrokimiki öndürijiligine we howpsuzlygynyň netijeliligine hem möhüm täsir edýär.Materiallaryň saýlanylmagy we esasy gurluşyň dizaýny diňe ýerli we tutuşlygyna baglanyşykdyr.Coreadro dizaýnynda maddy aýratynlyklara görä laýyk gurluş tertibi düzülmelidir.

Mundan başga-da, litiý batareýasynyň gurluşy üçin käbir goşmaça gorag enjamlary göz öňünde tutulyp bilner.Umumy gorag mehanizmleri aşakdakylar:

a) Wyklýuçatel elementi kabul edildi.Batareýanyň içindäki temperatura ýokarlananda, garşylyk gymmaty şoňa görä ýokarlanar.Temperatura aşa ýokary bolanda elektrik üpjünçiligi awtomatiki usulda togtadylýar;

b) Howpsuzlyk klapanyny (ýagny batareýanyň ýokarsyndaky howa geçirijisini) düzüň.Batareýanyň içki basyşy belli bir bahadan ýokarlananda, batareýanyň howpsuzlygyny üpjün etmek üçin howpsuzlyk klapany awtomatiki açylar.

Elektrik ýadrosynyň gurluşynyň howpsuzlyk dizaýnynyň käbir mysallary:

1. Pozitiw we otrisatel polýusyň kuwwaty we dizaýn ululygy

Oňyn we otrisatel elektrod materiallarynyň aýratynlyklaryna görä polo positiveitel we otrisatel elektrodlaryň laýyklyk derejesini saýlaň.Öýjügiň polo positiveitel we otrisatel elektrod kuwwatynyň gatnaşygy litiý ion batareýalarynyň howpsuzlygy bilen baglanyşykly möhüm baglanyşykdyr.Pozitiw elektrodyň kuwwaty gaty uly bolsa, demir litiý otrisatel elektrodyň üstünde goýlar, negatiw elektrodyň kuwwaty gaty uly bolsa, batareýanyň kuwwaty ep-esli ýitiriler.Adatça, N / P = 1.05-1.15 we hakyky batareýanyň kuwwatyna we howpsuzlyk talaplaryna laýyklykda degişli saýlama geçiriler.Uly we kiçi bölekler, otrisatel pastanyň (işjeň madda) pozitiw pastanyň ýagdaýyny gurşap almagy üçin döredilmelidir.Adatça ini 1 ~ 5 mm, uzynlygy 5 ~ 10 mm uly bolmaly.

2. Diafragma giňligi üçin rugsat

Diafragma giňliginiň dizaýnynyň umumy ýörelgesi, polo positiveitel we otrisatel elektrodlaryň arasynda göni aragatnaşyk sebäpli dörän içki gysga zynjyryň öňüni almakdyr.Diafragmanyň ýylylyk gysylmagy batareýa zarýad berlende we zarýad berlende we termiki zarba we beýleki şertlerde diafragmanyň uzynlygy we ini ugrunyň deformasiýasyna sebäp bolýandygy sebäpli, polo positiveitel aralyk aralygynyň ýokarlanmagy sebäpli diafragmanyň eplenen meýdanynyň polýarlaşmagy ýokarlanýar. we otrisatel elektrodlar;Diafragmanyň uzalyp gidýän ýerinde mikro gysga utgaşma mümkinçiligi diafragmanyň inçelmegi sebäpli ýokarlanýar;Diafragmanyň gyrasyndaky gysylma, polo positiveitel we otrisatel elektrodlar bilen içerki gysga utgaşmanyň arasynda göni aragatnaşyga sebäp bolup biler, bu batareýanyň ýylylyk gaçmagy sebäpli howp döredip biler.Şonuň üçin batareýa dizaýn edilende, diafragmanyň meýdany we ini ulanylanda onuň gysylma aýratynlyklary göz öňünde tutulmalydyr.Izolýasiýa filmi anoddan we katoddan uly bolmaly.Amal ýalňyşlygyna goşmaça, izolýasiýa filmi elektrod bölejiginiň daşky tarapyndan azyndan 0,1 mm uzyn bolmaly.

3.Izolýasiýa bejergisi

Içerki gysga utgaşma litiý-ion batareýasynyň howp bolup biljek möhüm faktorydyr.Öýjügiň gurluş dizaýnynda içerki gysga zynjyry döredýän köp howply bölekler bar.Şol sebäpli, polo positiveitel we otrisatel elektrod gulaklaryň arasynda zerur aralygy saklamak ýaly adaty bolmadyk şertlerde batareýada içerki gysga utgaşmanyň öňüni almak üçin zerur çäreleri ýa-da izolýasiýany kesgitlemeli;Izolýasiýa lentasy bir ujunyň ortasyndaky pasta däl ýerde ýelmeşmeli we ähli açylýan bölekler ýapylýar;Izolýasiýa lentasy polo positiveitel alýumin folga bilen otrisatel işjeň maddanyň arasynda ýelmeşmeli;Bagyň kebşirleýiş bölegi izolýasiýa lentasy bilen doly örtülmelidir;Izolýasiýa lentasy elektrik ýadrosynyň ýokarsynda ulanylýar.

4. Howpsuzlyk klapanyny (basyşy ýeňilleşdiriji enjam) düzmek

Lityum ion batareýalary howply, adatça içerki temperatura gaty ýokary ýa-da partlama we ýangyna sebäp bolmak üçin basyş gaty ýokary;Amatly basyş ýeňilleşdiriji enjam howp abananda batareýanyň içindäki basyşy we ýylylygy çalt boşadyp biler we partlama howpuny azaldyp biler.Göwnejaý basyş ýeňilleşdiriji enjam, adaty iş wagtynda batareýanyň içerki basyşyny kanagatlandyrman, eýsem içerki basyş howp çägine ýetende basyşy boşatmak üçin awtomatiki usulda açylýar.Basyş kömek enjamynyň sazlaýyş ýagdaýy, içerki basyşyň ýokarlanmagy sebäpli batareýanyň gabygynyň deformasiýa aýratynlyklaryny göz öňünde tutup dizaýn edilmelidir;Howpsuzlyk klapanynyň dizaýny çybyklar, gyralar, tikinler we nikler arkaly amala aşyrylyp bilner.

(3) Amalyň derejesini ýokarlandyrmak

Öýjügiň önümçilik prosesini standartlaşdyrmak we standartlaşdyrmak üçin tagalla edilmeli.Garyşdyrmak, örtmek, çörek bişirmek, gysmak, süýşürmek we saramak ädimlerinde standartlaşdyrmagy düzüň (diafragma ini, elektrolit sanjym göwrümi we ş.m.), iş usullaryny gowulandyryň (pes basyşly sanjym usuly, merkezden gaçyryş gaplama usuly we ş.m.). , prosese gözegçilik etmekde gowy iş etmek, prosesiň hilini üpjün etmek we önümleriň arasyndaky tapawudy daraltmak;Howpsuzlyga täsir edýän esasy ädimlerde ýörite iş ädimlerini belläň (meselem, elektrod bölekleriniň arassalanmagy, poroşok süpürmek, dürli materiallar üçin kebşirlemegiň dürli usullary we ş.m.), standart hil gözegçiligini amala aşyryň, kemçilikli bölekleri ýok ediň we kemçilikli önümleri ýok ediň (deformasiýa ýaly) elektrod bölegi, diafragma deşigi, gaçýan işjeň material, elektrolitleriň syzmagy we ş.m.);Önümçilik meýdançasyny arassa we tertipli saklaň, 5S dolandyryşy we 6 sigma hiline gözegçilik ediň, hapa önümleriň we çyglylygyň önümçilige garyşmagynyň öňüni alyň we önümçilikdäki betbagtçylyklaryň howpsuzlyga edýän täsirini azaldyň.

 


Iş wagty: Noýabr-16-2022