Πρόληψη της θερμικής διαφυγής σε διαμορφώσεις μπαταρίας Lipo

Οι μπαταρίες πολυμερούς λιθίου (LIPO) έχουν γίνει ολοένα και πιο δημοφιλείς σε διάφορες εφαρμογές, από ηλεκτρονικά καταναλωτικά έως ηλεκτρικά οχήματα. Ωστόσο, με την υψηλή ενεργειακή πυκνότητα τους έρχεται ο κίνδυνος θερμικής διαφυγής, μια δυνητικά επικίνδυνη κατάσταση όπου η μπαταρία υπερθερμανθεί και μπορεί να οδηγήσει σε πυρκαγιά ή έκρηξη. Σε αυτό το άρθρο, θα διερευνήσουμε τον τρόπο με τον οποίο οι κατασκευαστές, ιδιαίτερα εκείνοι που παράγουνΜπαταρία Lipo της Κίνας, αντιμετωπίζουν αυτό το κρίσιμο πρόβλημα ασφάλειας.

Ποια πρότυπα ασφαλείας χρησιμοποιούν οι Κινέζοι κατασκευαστές για την πρόληψη της θερμικής διαφυγής;

Οι Κινέζοι κατασκευαστές έχουν εφαρμόσει αυστηρά πρότυπα ασφαλείας για να μετριάσουν τον κίνδυνο θερμικής διαφυγήςΜπαταρία Lipo της Κίναςπαραγωγή. Αυτά τα πρότυπα έχουν σχεδιαστεί για να διασφαλίσουν ότι οι μπαταρίες μπορούν να αντέξουν σε διάφορους παράγοντες άγχους χωρίς να διακυβεύουν την ασφάλεια.

Ένα από τα πρωτογενή πρότυπα που χρησιμοποιούνται είναι το GB/T 31485-2015, το οποίο περιγράφει τις απαιτήσεις ασφαλείας για μπαταρίες ιόντων λιθίου για ηλεκτρικά οχήματα. Αυτό το πρότυπο περιλαμβάνει δοκιμές για θερμική κατάχρηση, υπερβολική χρέωση, υπερβολική εκφόρτωση και συνθήκες βραχυκυκλώματος. Οι κατασκευαστές πρέπει να αποδείξουν ότι οι μπαταρίες τους μπορούν να αντέξουν αυτές τις δοκιμές χωρίς να βιώνουν θερμική διαφυγή.

Ένα άλλο κρίσιμο πρότυπο είναι το QC/T 743-2006, το οποίο επικεντρώνεται στις απαιτήσεις ασφάλειας για μπαταρίες ιόντων λιθίου που χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρικά ποδήλατα. Αυτό το πρότυπο δίνει έμφαση στη σημασία της σωστής κατασκευής κυττάρων και μόνωσης για την πρόληψη των εσωτερικών βραχυκυκλώματος που θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε θερμική διαφυγή.

Οι Κινέζοι κατασκευαστές τηρούν επίσης διεθνή πρότυπα όπως το IEC 62133, γεγονός που καθορίζει τις απαιτήσεις και τις δοκιμές για την ασφαλή λειτουργία των φορητών σφραγισμένων κυττάρων δευτερογενούς λιθίου και μπαταριών. Αυτό το πρότυπο περιλαμβάνει διατάξεις για την προστασία από υπερβολική χρέωση, υπερβολική εκφόρτωση και βραχυκύκλωμα, τα οποία είναι κρίσιμα για την πρόληψη της θερμικής διαφυγής.

Για να συμμορφωθούν με αυτά τα πρότυπα, οι κατασκευαστές χρησιμοποιούν διάφορες τεχνικές:

1. Προηγμένα υλικά διαχωριστή: Χρησιμοποιώντας επικαλυμμένα με κεραμικά ή νανοποριακά διαχωριστές που διατηρούν την ακεραιότητά τους σε υψηλές θερμοκρασίες, μειώνοντας τον κίνδυνο εσωτερικών βραχυκυκλώματος.

2. Συστήματα θερμικής διαχείρισης: Εφαρμογή μηχανισμών ψύξης για τη διάλυση της θερμότητας αποτελεσματικά και τη διατήρηση των βέλτιστων θερμοκρασιών λειτουργίας.

3. Συστήματα διαχείρισης μπαταριών (BMS): Ενσωμάτωση εκλεπτυσμένων BMS που παρακολουθούν την τάση των κυττάρων, το ρεύμα και τη θερμοκρασία, παρεμβαίνει όταν είναι απαραίτητο για την πρόληψη των μη ασφαλών συνθηκών.

4. Πρόσθετα επιβράδυνσης φλόγας: ενσωματώνοντας πρόσθετα στον ηλεκτρολύτη ή τα υλικά ηλεκτροδίου για την καταστολή της καύσης σε περίπτωση θερμικού συμβάντος.

Αυτά τα μέτρα συμβάλλουν συλλογικά στην ενίσχυση του προφίλ ασφαλείας των διαμορφώσεων μπαταρίας Lipo της Κίνας, μειώνοντας σημαντικά την πιθανότητα θερμικών συμβάντων.

Πώς συγκρίνονται οι κινεζικές μπαταρίες Lipo σε δοκιμές θερμικής σταθερότητας;

Η θερμική σταθερότητα είναι μια κρίσιμη πτυχή της ασφάλειας της μπαταρίας και οι Κινέζοι κατασκευαστές έχουν κάνει σημαντικά βήματα για τη βελτίωση της απόδοσης των μπαταριών Lipo τους από αυτή την άποψη. Συγκριτικές μελέτες έχουν δείξει ότι οι κινεζικές μπαταρίες Lipo υψηλής ποιότητας συχνά εκτελούν το ίδιο επίπεδο και μερικές φορές υπερβαίνουν τη θερμική σταθερότητα των μπαταριών που παράγονται σε άλλες χώρες.

Μια δοκιμή κλειδιού που χρησιμοποιείται για την αξιολόγηση της θερμικής σταθερότητας είναι η δοκιμή διείσδυσης των νυχιών. Σε αυτή τη δοκιμή, ένα καρφί οδηγείται μέσω της μπαταρίας για να προσομοιώσει ένα εσωτερικό βραχυκύκλωμα. Οι Κινέζοι κατασκευαστές έχουν αναπτύξει μπαταρίες που μπορούν να αντέξουν αυτό το τεστ χωρίς να βιώνουν θερμική διαφυγή, συχνά χρησιμοποιώντας προηγμένα υλικά ηλεκτροδίων και σχέδια διαχωριστικών.

Μια άλλη κρίσιμη αξιολόγηση είναι η δοκιμή φούρνου, όπου οι μπαταρίες υποβάλλονται σε αυξημένες θερμοκρασίες για να αξιολογήσουν τη θερμική σταθερότητα τους. Πρόσφατα στοιχεία δείχνουν ότι οδηγούνΜπαταρία Lipo της ΚίναςΟι κατασκευαστές έχουν παράγει κύτταρα που διατηρούν σταθερότητα σε θερμοκρασίες έως 150 ° C, η οποία είναι συγκρίσιμη με τα κορυφαία πρότυπα της βιομηχανίας παγκοσμίως.

Η δοκιμή θερμιδετρίας επιτάχυνσης (ARC) είναι ένα άλλο σημαντικό σημείο αναφοράς για τη θερμική σταθερότητα. Αυτή η δοκιμή μετρά τον ρυθμό αυτοθεραπείας μιας μπαταρίας υπό αδιαβατικές συνθήκες. Οι κινεζικές μπαταρίες έχουν δείξει εντυπωσιακά αποτελέσματα σε δοκιμές τόξου, με ορισμένα μοντέλα να επιδεικνύουν ποσοστά αυτοθεραπείας τόσο χαμηλά όσο 0,02 ° C/min σε θερμοκρασίες άνω των 150 ° C, υποδεικνύοντας εξαιρετική θερμική σταθερότητα.

Αξίζει να σημειωθεί ότι η απόδοση των κινεζικών μπαταριών Lipo σε δοκιμές θερμικής σταθερότητας μπορεί να ποικίλει σημαντικά ανάλογα με τον κατασκευαστή και τον συγκεκριμένο σχεδιασμό της μπαταρίας. Οι κορυφαίοι κινέζοι κατασκευαστές συχνά επενδύουν σε μεγάλο βαθμό στην έρευνα και την ανάπτυξη για να βελτιώσουν τα χαρακτηριστικά ασφαλείας των μπαταριών τους, με αποτέλεσμα προϊόντα που πληρούν ή υπερβαίνουν τα διεθνή πρότυπα ασφαλείας.

Ορισμένες αξιοσημείωτες εξελίξεις στην κινεζική θερμική σταθερότητα της μπαταρίας Lipo περιλαμβάνουν:

1. Νέες συνθέσεις ηλεκτρολύτη που παραμένουν σταθερά σε υψηλότερες θερμοκρασίες

2. Βελτιωμένα υλικά καθόδου με βελτιωμένη δομική σταθερότητα

3. Προηγμένα υλικά θερμικής διεπαφής για καλύτερη διάχυση θερμότητας

4. Καινοτόμα σχέδια κυττάρων που ενσωματώνουν πρόσθετα χαρακτηριστικά ασφαλείας

Αυτές οι βελτιώσεις συνέβαλαν στην αυξανόμενη φήμη των κινεζικών μπαταριών Lipo ως αξιόπιστες και ασφαλείς πηγές ενέργειας για διάφορες εφαρμογές. Ωστόσο, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι η θερμική σταθερότητα είναι μόνο μία πτυχή της συνολικής ασφάλειας της μπαταρίας και οι χρήστες θα πρέπει πάντα να ακολουθούν τις κατάλληλες οδηγίες χειρισμού και χρήσης για να εξασφαλιστεί η ασφαλής λειτουργία.

Μελέτες περιπτώσεων: Θερμικά περιστατικά και διδάγματα

Ενώ έχει σημειωθεί σημαντική πρόοδος στην πρόληψη της θερμικής διαφυγής, η εξέταση των παρελθόντων περιστατικών παρέχει πολύτιμες γνώσεις για την περαιτέρω βελτίωση της ασφάλειας της μπαταρίας. Ακολουθούν μερικές αξιοσημείωτες περιπτωσιολογικές μελέτες που περιλαμβάνουν μπαταρίες Lipo και τα διδάγματα που αντλήθηκαν από αυτά:

Μελέτη περίπτωσης 1: Φωτιά μπαταρίας ηλεκτρικού οχήματος

Το 2018, ένα ηλεκτρικό όχημα στην Κίνα παρουσίασε σοβαρή πυρκαγιά της μπαταρίας λόγω της θερμικής διαφυγής. Η έρευνα αποκάλυψε ότι το περιστατικό προκλήθηκε από ένα ελάττωμα παραγωγής που οδήγησε σε εσωτερικό βραχυκύκλωμα. Η περίπτωση αυτή υπογράμμισε τη σημασία των αυστηρών μέτρων ελέγχου ποιότητας κατά τη διάρκεια της παραγωγικής διαδικασίας.

Διδάγματα:

1. Εφαρμόστε πιο αυστηρές διαδικασίες δοκιμών για την ανίχνευση πιθανών ελαττωμάτων

2. Βελτιώστε τα συστήματα ανιχνευσιμότητας για να εντοπίσετε γρήγορα και να ανακαλέσετε δυνητικά επηρεασμένες μπαταρίες

3. Βελτιώστε το σχεδιασμό της μπαταρίας για να απομονώσετε καλύτερα τα μεμονωμένα κύτταρα και να αποτρέψετε τη διάδοση θερμικών συμβάντων

Μελέτη περίπτωσης 2: Υποστηρίρωση ηλεκτρονικών καταναλωτών

Ένα δημοφιλές μοντέλο smartphone παρουσίασε πολλαπλά περιστατικά διόγκωσης μπαταριών και υπερθέρμανσης το 2016. Αυτή η περίπτωση υπογράμμισε τη σημασία της εξέτασης ολόκληρου του σχεδιασμού της συσκευής κατά την ενσωμάτωσηΜπαταρία Lipo της Κίναςπακέτα.

Διδάγματα:

1. Διεξάγετε περιεκτικές δοκιμές στρες στις μπαταρίες εντός του τελικού σχεδιασμού προϊόντος

2. Εφαρμόστε πιο ισχυρές διαδικασίες διασφάλισης ποιότητας για ενσωμάτωση πακέτων μπαταριών

3. Αναπτύξτε καλύτερα συστήματα έγκαιρης προειδοποίησης για πιθανά προβλήματα μπαταρίας στις συσκευές καταναλωτών

Μελέτη περίπτωσης 3: Πυρκαγιά συστήματος αποθήκευσης ενέργειας

Το 2019, ένα σύστημα αποθήκευσης ενέργειας μεγάλης κλίμακας που χρησιμοποιεί μπαταρίες Lipo παρουσίασε πυρκαγιά λόγω θερμικής διαφυγής. Η έρευνα αποκάλυψε ότι το περιστατικό προκλήθηκε από αποτυχία στο σύστημα ψύξης, το οποίο οδήγησε σε υπερθέρμανση πολλαπλών μονάδων μπαταρίας.

Διδάγματα:

1. Βελτιώστε την απόλυση σε συστήματα θερμικής διαχείρισης για εγκαταστάσεις μπαταρίας μεγάλης κλίμακας

2. Αναπτύξτε πιο προηγμένα συστήματα καταστολής πυρκαγιάς ειδικά σχεδιασμένα για πυρκαγιές μπαταριών λιθίου

3. Βελτίωση των δυνατοτήτων παρακολούθησης σε πραγματικό χρόνο και προγνωστικών συντήρησης για συστήματα μπαταριών

Μελέτη περίπτωσης 4: Έκρηξη μπαταρίας drone

Ένας δρομέας χόμπι παρουσίασε έκρηξη μπαταρίας μεσαίας πτήσης το 2017, προκαλώντας τη συντριβή του drone. Η έρευνα έδειξε ότι ο χρήστης είχε βλάψει κατά λάθος την μπαταρία κατά τη διάρκεια μιας προηγούμενης πτήσης, αλλά συνέχισε να το χρησιμοποιεί χωρίς επιθεώρηση.

Διδάγματα:

1. Βελτίωση της εκπαίδευσης των χρηστών στις σωστές διαδικασίες χειρισμού μπαταριών και επιθεώρησης

2. Αναπτύξτε πιο ισχυρά περιβλήματα μπαταριών για να αντέξετε μικρές επιπτώσεις

3. Εφαρμόστε έξυπνα συστήματα μπαταριών που μπορούν να ανιχνεύσουν και να αναφέρουν πιθανές ζημιές

Μελέτη περίπτωσης 5: Πυρκαγιά εγκατάστασης παραγωγής

Μια εγκατάσταση παραγωγής μπαταρίας της Κίνας Lipo παρουσίασε σημαντική πυρκαγιά το 2020 λόγω της θερμικής διαφυγής σε μια παρτίδα μπαταριών που υποβάλλονται σε κύκλο σχηματισμού. Το περιστατικό υπογράμμισε τη σημασία των μέτρων ασφαλείας κατά τη διάρκεια της ίδιας της διαδικασίας παραγωγής.

Διδάγματα:

1. Βελτιώστε τα πρωτόκολλα ασφαλείας και τα μέτρα συγκράτησης στις εγκαταστάσεις παραγωγής μπαταριών

2. Εφαρμόστε πιο προηγμένα συστήματα παρακολούθησης κατά τη διάρκεια της διαδικασίας σχηματισμού μπαταρίας

3. Αναπτύξτε βελτιωμένα σχέδια αντιμετώπισης έκτακτης ανάγκης για εγκαταστάσεις παραγωγής

Αυτές οι περιπτωσιολογικές μελέτες υπογραμμίζουν τις συνεχιζόμενες προκλήσεις για την πρόληψη της θερμικής διαφυγής και τη σημασία της συνεχούς βελτίωσης του σχεδιασμού της μπαταρίας, των διαδικασιών παραγωγής και των πρωτοκόλλων ασφαλείας. Υπογραμμίζουν επίσης την ανάγκη για μια ολιστική προσέγγιση για την ασφάλεια των μπαταριών που θεωρεί όχι μόνο την ίδια την μπαταρία, αλλά και την ενσωμάτωσή της σε συσκευές και συστήματα, καθώς και πρακτικές εκπαίδευσης χρηστών και χειρισμού.

Καθώς η ζήτηση για μπαταρίες Lipo υψηλής απόδοσης συνεχίζει να αυξάνεται, οι κατασκευαστές, ιδιαίτερα εκείνοι στην Κίνα, επενδύουν σε μεγάλο βαθμό στην έρευνα και την ανάπτυξη για την αντιμετώπιση αυτών των προκλήσεων. Με την εκμάθηση από προηγούμενα περιστατικά και την εφαρμογή ισχυρών μέτρων ασφαλείας, ο κλάδος εργάζεται για τη δημιουργία ασφαλέστερων και πιο αξιόπιστων λύσεων μπαταρίας για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών.

Σύναψη

Η πρόληψη της θερμικής διαφυγής στις διαμορφώσεις της μπαταρίας Lipo παραμένει μια κρίσιμη εστίαση για τους κατασκευαστές, ιδιαίτερα στην Κίνα, όπου παράγονται ένα σημαντικό μέρος των παγκόσμιων μπαταριών λιθίου. Μέσω της τήρησης των αυστηρών προτύπων ασφαλείας, της συνεχούς βελτίωσης του σχεδιασμού και των υλικών της μπαταρίας και των διδάγματα που αντλήθηκαν από τα προηγούμενα περιστατικά, η βιομηχανία κάνει σημαντικά βήματα για την ενίσχυση της ασφάλειας της μπαταρίας.

Ωστόσο, όπως καταδεικνύουν οι περιπτωσιολογικές μελέτες, υπάρχει πάντα περιθώριο βελτίωσης. Η συνεχιζόμενη πρόκληση είναι να εξισορροπηθεί η ζήτηση για υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα και απόδοση με την ανάγκη Paramount για ασφάλεια. Αυτό απαιτεί μια συνεργατική προσπάθεια μεταξύ κατασκευαστών, ερευνητών, ρυθμιστικών αρχών και τελικών χρηστών για τη συνεχής βελτίωση και ενίσχυση των μέτρων ασφαλείας.

Για όσους αναζητούν υψηλής ποιότητας, ασφαλείς μπαταρίες Lipo, το eBattery βρίσκεται στην πρώτη γραμμή της καινοτομίας και της ασφάλειας στην τεχνολογία των μπαταριών. Με μια δέσμευση για αυστηρές δοκιμές, προηγμένα υλικά και υπερσύγχρονες διαδικασίες παραγωγής, το eBattery παρέχει αξιόπιστες λύσεις ισχύος που δίνουν προτεραιότητα στην ασφάλεια των χρηστών χωρίς να συμβιβαστούν στην απόδοση. Για να μάθετε περισσότερα για το δικό μαςΜπαταρία Lipo της Κίναςλύσεις και πώς μπορούν να καλύψουν τις συγκεκριμένες ανάγκες σας, επικοινωνήστε μαζί μας στοcathy@zyepower.com. Η ομάδα εμπειρογνωμόνων μας είναι έτοιμη να σας βοηθήσει να βρείτε την τέλεια λύση μπαταρίας που συνδυάζει την ασφάλεια, την απόδοση και την αξιοπιστία.

Αναφορές

1. Zhang, J. et αϊ. (2020). "Θερμικά χαρακτηριστικά των μπαταριών ιόντων λιθίου: μηχανισμοί, ανίχνευση και πρόληψη." Journal of Power Sources, 458, 228026.

2. Wang, Q. et αϊ. (2019). "Η θερμική διαφυγή προκάλεσε πυρκαγιά και έκρηξη μπαταρίας ιόντων λιθίου." Journal of Power Sources, 208, 210-224.

3. Liu, Κ. Et αϊ. (2018). "Ζητήματα ασφάλειας και μηχανισμοί αποτυχίας κυττάρων μπαταρίας ιόντων λιθίου." Journal of Energy Storage, 19, 324-337.

4. Chen, Μ. Et αϊ. (2021). "Πρόοδος και μελλοντικές προοπτικές για την ασφάλεια της μπαταρίας ιόντων λιθίου." Υλικά αποθήκευσης ενέργειας, 34, 619-645.

5. Feng, Χ. Et αϊ. (2018). "Θερμικός μηχανισμός μπαταρίας ιόντων λιθίου για ηλεκτρικά οχήματα: μια ανασκόπηση." Υλικά αποθήκευσης ενέργειας, 10, 246-267.