Batri ityòm yo se sistèm batri k ap grandi pi rapid nan 20 ane ki sot pase yo epi yo lajman ki itilize nan pwodwi elektwonik.Eksplozyon ki sot pase a nan telefòn mobil ak laptops se esansyèlman yon eksplozyon batri.Ki jan pil telefòn selilè ak laptop yo sanble, ki jan yo fonksyone, poukisa yo eksploze, ak ki jan pou evite yo.
Efè segondè kòmanse rive lè selil ityòm a chaje twòp nan yon vòltaj ki pi wo pase 4.2V.Plis presyon twòp chaj la, se pi gwo risk.Nan vòltaj ki pi wo pase 4.2V, lè mwens pase mwatye atòm ityòm yo rete nan materyèl katod la, selil depo a souvan tonbe, sa ki lakòz yon bès pèmanan nan kapasite batri a.Si chaj la kontinye, metal ityòm ki vin apre yo pral anpile sou sifas materyèl katod la, depi selil depo katod la deja plen ak atòm ityòm.Atòm ityòm sa yo grandi kristal dendritik soti nan sifas katod la nan direksyon iyon ityòm yo.Kristal ityòm yo pral pase nan papye dyafram, kout anod ak katod.Pafwa batri a eksploze anvan yon kous kout rive.Se paske pandan pwosesis la surcharge, materyèl tankou elektwolit krak pou pwodwi gaz ki lakòz boîtier batri a oswa valv presyon an gonfle ak pete, sa ki pèmèt oksijèn reyaji ak atòm ityòm akimile sou sifas elektwòd negatif la epi eksploze.
Se poutèt sa, lè batri ityòm chaje, li nesesè yo mete limit anwo vòltaj la, pran an kont lavi batri a, kapasite, ak sekirite.Limit siperyè vòltaj chaje ideyal la se 4.2V.Ta dwe gen tou yon limit vòltaj pi ba lè selil ityòm yo dechaje.Lè vòltaj selil la tonbe anba 2.4V, kèk nan materyèl la kòmanse kraze.Epi paske batri a pral pwòp tèt ou-egzeyat, mete ankò vòltaj la pral pi ba, Se poutèt sa, li pi bon pa egzeyat 2.4V yo sispann.Soti nan 3.0V a 2.4V, pil ityòm lage sèlman apeprè 3% nan kapasite yo.Se poutèt sa, 3.0V se yon vòltaj koupe ideyal egzeyat.Lè chaje ak dechaje, anplis limit vòltaj la, limit aktyèl la nesesè tou.Lè aktyèl la twò wo, iyon ityòm pa gen tan antre nan selil depo a, yo pral akimile sou sifas la nan materyèl la.
Kòm iyon sa yo jwenn elektwon, yo kristalize atòm ityòm sou sifas la nan materyèl la, ki ka danjere tankou surcharge.Si ka batri a kraze, li pral eksploze.Se poutèt sa, pwoteksyon an nan ityòm ion batri ta dwe omwen gen ladan limit la anwo nan vòltaj chaje, pi ba limit nan vòltaj dechaje ak limit anwo nan aktyèl la.An jeneral, nan adisyon a nwayo a batri ityòm, pral gen yon plak pwoteksyon, ki se sitou bay twa pwoteksyon sa yo.Sepandan, plak la pwoteksyon nan twa pwoteksyon sa yo se evidamman pa ase, evènman yo eksplozyon batri ityòm mondyal oswa souvan.Pou asire sekirite sistèm batri yo, yo bezwen yon analiz plis atansyon sou kòz eksplozyon batri yo.
Kòz eksplozyon:
1. Gwo polarizasyon entèn;
2.Mòs poto a absòbe dlo ak reyaji ak tanbou gaz elektwolit la;
3.Bon jan kalite a ak pèfòmans nan elektwolit nan tèt li;
4. Kantite lajan an nan piki likid pa ka satisfè kondisyon yo ki pwosesis;
5. Pèfòmans sele soude lazè a se pòv nan pwosesis preparasyon an, epi yo detekte flit lè a.
6. Pousyè ak pousyè poto-moso fasil pou lakòz sikwi microshort an premye;
7.Pozitif ak negatif plak pi epè pase seri a pwosesis, difisil yo koki;
8. Pwoblèm sele nan piki likid, move pèfòmans sele nan boul asye mennen nan tanbou gaz;
9.Shell fèk ap rantre materyèl koki miray la twò epè, deformation koki afekte epesè a;
10. Tanperati anbyen ki wo deyò a se tou kòz prensipal eksplozyon an.
Kalite eksplozyon an
Kalite eksplozyon analiz Kalite eksplozyon nwayo batri yo ka klase kòm ekstèn kout sikwi, entèn kous kout, ak surcharge.Ekstèn nan isit la refere a ekstèn nan selil la, ki gen ladan kous la kout ki te koze pa konsepsyon an izolasyon pòv nan pake batri a entèn.Lè yon kous kout rive deyò selil la, ak eleman elektwonik yo pa koupe bouk la, selil la ap jenere gwo chalè andedan, sa ki lakòz yon pati nan elektwolit la vaporize, koki batri a.Lè tanperati entèn batri a wo a 135 degre Sèlsiyis, papye dyafram nan bon jan kalite a pral fèmen twou amann, reyaksyon elektwochimik la sispann oswa prèske sispann, aktyèl la plonje, ak tanperati a tou desann tou dousman, kidonk evite eksplozyon an. .Men, yon papye dyafram ak yon to fèmen pòv, oswa yon sèl ki pa fèmen ditou, pral kenbe batri a cho, vaporize plis elektwolit, epi evantyèlman pete bwat batri a, oswa menm ogmante tanperati batri a nan pwen kote materyèl la boule. epi eksploze.Kout kous entèn la se sitou ki te koze pa burr nan papye kwiv ak papye aliminyòm pèse dyafram nan, oswa kristal yo dendritik nan atòm ityòm pèse dyafram la.
Ti metal sa yo ki sanble ak zegwi ka lakòz sikui microshort.Paske zegwi a trè mens epi li gen yon sèten valè rezistans, aktyèl la pa nesesèman gwo anpil.Burrs yo nan papye aliminyòm kwiv yo ki te koze nan pwosesis pwodiksyon an.Fenomèn nan obsève se ke batri a koule twò vit, ak pi fò nan yo ka tès depistaj soti nan faktori selil oswa plant asanble.Epi paske burrs yo piti, yo pafwa boule, fè batri a tounen nan nòmal.Se poutèt sa, pwobabilite pou eksplozyon ki te koze pa Burr mikwo kous kout pa wo.Tankou yon View, ka souvan chaje soti nan andedan an nan chak faktori selil, vòltaj la sou batri a ki ba move, men raman eksplozyon, jwenn sipò estatistik.Se poutèt sa, eksplozyon an ki te koze pa sikwi kout entèn se sitou ki te koze pa surcharge.Paske gen kristal metal ityòm ki sanble ak zegwi toupatou sou fèy lektwòd dèyè ki twò chaje a, pwen twou yo toupatou, ak kous mikwo-kout rive toupatou.Se poutèt sa, tanperati selil la pral piti piti monte, epi finalman tanperati a wo pral elektwolit gaz.Sitiyasyon sa a, si tanperati a twò wo pou fè eksplozyon ki degaje konbisyon materyèl la, oswa koki a te premye kase, se konsa ke lè a nan ak ityòm metal feròs oksidasyon, se nan fen eksplozyon an.
Men, tankou yon eksplozyon, ki te koze pa yon kous kout entèn ki te koze pa surcharge, pa nesesèman rive nan moman an nan chaje.Li posib ke konsomatè yo sispann chaje epi pran telefòn yo anvan batri a cho ase pou boule materyèl ak pwodui ase gaz pou pete boîtier batri a.Chalè a ki te pwodwi pa sikui yo anpil kout tou dousman chofe batri a epi, apre kèk tan, eksploze.Deskripsyon an komen nan konsomatè yo se ke yo te ranmase telefòn nan epi yo te jwenn li te trè cho, Lè sa a, jete li ale ak eksploze.Ki baze sou kalite eksplozyon ki anwo yo, nou ka konsantre sou prevansyon de surcharge, prevansyon de kous kout ekstèn, ak amelyore sekirite selil la.Pami yo, prevansyon de surcharge ak ekstèn kout sikwi fè pati pwoteksyon elektwonik, ki se anpil ki gen rapò ak desen an nan sistèm batri ak pake batri.Pwen kle nan amelyorasyon sekirite selil se pwoteksyon chimik ak mekanik, ki gen yon gwo relasyon ak manifaktirè selil yo.
Pwoblèm kache ki an sekirite
Sekirite nan batri ityòm ion se pa sèlman ki gen rapò ak nati a nan materyèl la selil tèt li, men tou ki gen rapò ak teknoloji a preparasyon ak itilizasyon batri a.Batri telefòn mobil yo souvan eksploze, sou yon bò, akòz echèk nan kous la pwoteksyon, men pi enpòtan, aspè materyèl la pa fondamantalman rezoud pwoblèm nan.
Cobalt asid ityòm katod materyèl aktif se yon sistèm trè matirite nan pil ti, men apre yon chaj konplè, toujou gen yon anpil nan ityòm iyon nan anod la, lè surcharge, rete nan anod ityòm ion yo espere bann mouton an nan anod la. , se fòme sou dendrite a katod ap itilize asid cobalt ityòm batri surcharge kowolè, menm nan chaj nòmal la ak pwosesis egzeyat, Gen pouvwa tou gen depase iyon ityòm gratis nan elektwòd la negatif yo fòme dendrites.Enèji espesifik teyorik nan materyèl ityòm cobalate se plis pase 270 mah / g, men kapasite aktyèl la se sèlman mwatye nan kapasite teyorik la asire pèfòmans monte bisiklèt li yo.Nan pwosesis la nan itilize, akòz kèk rezon (tankou domaj nan sistèm nan jesyon) ak vòltaj la chaje batri a twò wo, yo pral retire pati ki rete nan ityòm nan elektwòd pozitif la, atravè elektwolit la nan sifas la elektwòd negatif nan. fòm depo metal ityòm pou fòme dendrites.Dendrit Pèse dyafram nan, kreye yon kous kout entèn.
Eleman prensipal elektwolit la se kabonat, ki gen yon pwen flash ki ba ak yon pwen bouyi ki ba.Li pral boule oswa menm eksploze nan sèten kondisyon.Si batri a chofe, li pral mennen nan oksidasyon ak rediksyon nan kabonat la nan elektwolit la, sa ki lakòz yon anpil nan gaz ak plis chalè.Si pa gen okenn valv sekirite oswa gaz la pa lage nan valv sekirite a, presyon entèn batri a ap monte sevè epi lakòz yon eksplozyon.
Polymère elektwolit ityòm ion batri pa fondamantalman rezoud pwoblèm nan sekirite, ityòm cobalt asid ak elektwolit òganik yo tou itilize, ak elektwolit la se koloidal, pa fasil koule, ap rive konbisyon pi vyolan, combustion se pi gwo pwoblèm nan sekirite batri polymère.
Genyen tou kèk pwoblèm ak itilizasyon batri a.Yon kous kout ekstèn oswa entèn ka pwodwi kèk santèn anpè nan kouran twòp.Lè yon kous kout ekstèn rive, batri a imedyatman dechaje yon gwo kouran, konsome yon gwo kantite enèji ak jenere gwo chalè sou rezistans entèn la.Kout sikwi entèn la fòme yon gwo kouran, ak tanperati a monte, sa ki lakòz dyafram nan fonn ak zòn nan kous kout yo elaji, konsa fòme yon sik visye.
Lityòm ion batri yo nan lòd yo reyalize yon sèl selil 3 ~ 4.2V segondè vòltaj k ap travay, yo dwe pran dekonpozisyon nan vòltaj la se pi gran pase 2V elektwolit òganik, ak itilize nan elektwolit òganik nan gwo aktyèl, kondisyon tanperati ki wo yo pral elektwolize, elektwolitik. gaz, sa ki lakòz ogmante presyon entèn, grav pral kraze nan koki a.
Surcharge ka presipite metal ityòm, nan ka rupture kokiy, kontak dirèk ak lè, sa ki lakòz konbisyon, an menm tan elektwolit ignisyon, gwo flanm dife, ekspansyon rapid nan gaz, eksplozyon.
Anplis de sa, pou telefòn mobil ityòm ion batri, akòz itilizasyon move, tankou ekstrizyon, enpak ak konsomasyon dlo mennen nan ekspansyon batri, deformation ak fann, elatriye, ki pral mennen nan batri kout sikwi, nan egzeyat la oswa pwosesis chaje ki te koze. pa eksplozyon chalè.
Sekirite pil ityòm:
Nan lòd pou fè pou evite overdischarge oswa surcharge ki te koze pa move itilizasyon, se mekanis pwoteksyon trip mete nan yon sèl batri ityòm ion.Youn nan se itilize nan eleman chanje, lè tanperati a nan batri a leve, rezistans li yo ap monte, lè tanperati a twò wo, pral otomatikman sispann ekipman pou pouvwa a;Dezyèm lan se chwazi materyèl patisyon ki apwopriye a, lè tanperati a monte nan yon sèten valè, porositë micron yo sou patisyon an ap fonn otomatikman, se konsa ke ityòm iyon pa ka pase, reyaksyon entèn batri a sispann;Twazyèm lan se mete kanpe valv sekirite a (ki se, twou vantilasyon an sou tèt batri a).Lè presyon entèn batri a monte nan yon sèten valè, valv sekirite a ap louvri otomatikman pou asire sekirite batri a.
Pafwa, byenke batri a li menm gen mezi kontwòl sekirite, men akòz kèk rezon ki te koze pa echèk kontwòl la, mank de valv sekirite oswa gaz pa gen tan lage nan valv sekirite a, presyon entèn batri a ap monte sevè epi lakòz. yon eksplozyon.Anjeneral, enèji total ki estoke nan pil ityòm-ion se envès pwopòsyonèl ak sekirite yo.Kòm kapasite nan batri a ogmante, volim nan batri a ogmante tou, ak pèfòmans chalè dissipation li yo deteryore, ak posiblite pou aksidan ap ogmante anpil.Pou pil ityòm-ion yo itilize nan telefòn mobil yo, kondisyon debaz la se ke pwobabilite pou aksidan sekirite yo ta dwe mwens pase youn nan yon milyon, ki se tou estanda minimòm akseptab pou piblik la.Pou gwo-kapasite ityòm-ion pil, espesyalman pou otomobil, li trè enpòtan pou adopte fòse chalè dissipation.
Seleksyon an nan materyèl elektwòd ki pi an sekirite, materyèl oksid Manganèz ityòm, an tèm de estrikti molekilè asire ke nan eta chaj plen, iyon yo ityòm nan elektwòd la pozitif yo te konplètman entegre nan twou a kabòn negatif, fondamantalman evite jenerasyon an nan dendrite.An menm tan an, estrikti ki estab nan ityòm Manganèz asid, se konsa ke pèfòmans oksidasyon li yo se byen lwen pi ba pase ityòm Cobalt asid, tanperati dekonpozisyon nan ityòm Cobalt asid plis pase 100 ℃, menm paske nan ekstèn ekstèn kout-sikwi (needling), ekstèn. kout-sikwi, surcharge, tou ka konplètman evite danje a nan konbisyon ak eksplozyon ki te koze pa presipite metal ityòm.
Anplis de sa, itilize nan materyèl ityòm manganate kapab tou redwi anpil pri a.
Pou amelyore pèfòmans teknoloji kontwòl sekirite ki egziste deja, nou dwe premye amelyore pèfòmans sekirite nan nwayo batri ityòm ion, ki se patikilyèman enpòtan pou pil gwo kapasite.Chwazi yon dyafram ak bon pèfòmans tèmik fèmen.Wòl dyafram nan se izole poto pozitif ak negatif batri a pandan y ap pèmèt pasaj ityòm iyon yo.Lè tanperati a monte, manbràn la fèmen anvan li fonn, ogmante rezistans entèn la a 2,000 ohm ak fèmen reyaksyon entèn la.Lè presyon entèn la oswa tanperati a rive nan estanda prereglaj la, valv eksplozyon-prèv la ap louvri epi kòmanse soulaje presyon pou anpeche twòp akimilasyon nan gaz entèn, deformation, epi evantyèlman mennen nan pete kokiy.Amelyore sansiblite kontwòl la, chwazi paramèt kontwòl ki pi sansib epi adopte kontwòl konbine plizyè paramèt (ki se patikilyèman enpòtan pou pil gwo kapasite).Pou gwo kapasite ityòm ion batri pake se yon seri / paralèl konpozisyon selil miltip, tankou vòltaj òdinatè kaye se plis pase 10V, gwo kapasite, jeneralman lè l sèvi avèk 3 a 4 seri batri sèl ka satisfè kondisyon yo vòltaj, ak Lè sa a, 2 a 3 seri de pake batri paralèl, yo nan lòd asire gwo kapasite.
Pake batri ki gen gwo kapasite tèt li dwe ekipe ak yon fonksyon pwoteksyon relativman pafè, ak de kalite modil tablo sikwi yo ta dwe konsidere tou: Modil ProtecTIonBoardPCB ak modil SmartBatteryGaugeBoard.Konsepsyon pwoteksyon batri antye gen ladan: nivo 1 pwoteksyon IC (anpeche batri twòp chaj, overdischarge, kous kout), nivo 2 pwoteksyon IC (anpeche dezyèm survoltaj), fuse, endikatè ki ap dirije, règleman tanperati ak lòt konpozan.Anba mekanis pwoteksyon milti-nivo, menm nan ka a nan plato pouvwa nòmal ak laptop, batri a laptop ka sèlman chanje nan eta a pwoteksyon otomatik.Si sitiyasyon an pa grav, li souvan travay nòmalman apre yo fin ploge epi retire san eksplozyon.
Teknoloji ki kache yo itilize nan pil ityòm-ion yo itilize nan laptops ak telefòn mobil yo pa an sekirite, epi yo dwe konsidere estrikti ki pi an sekirite.
An konklizyon, ak pwogrè nan teknoloji materyèl ak grandisan nan konpreyansyon moun yo sou kondisyon yo pou konsepsyon, fabrike, tès ak itilizasyon pil ityòm ion, lavni nan pil ityòm ion ap vin pi an sekirite.
Lè poste: Mar-07-2022