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Test parziale sulla sicurezza della batteria al litio-Parte 2

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Test parziale sulla sicurezza della batteria al litio-Parte 2

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Test di caduta

Standard nazionale GB31241GB/T18287 requisiti: completamente carica agli ioni di litio batteria quadrata sei lati di ogni lato è caduto una volta, è caduto al suolo di cemento, un totale di sei gocce con un'altezza di 1 metro; I poli positivo e negativo della batteria circolare ciascuno è caduto una volta e la superficie del cilindro è caduto quattro volte alla parte superiore della tavola di 1 metro. Dopo la fine della caduta libera, dopo mezz'ora di posizionamento, testare la tensione e la resistenza interna, la tensione a circuito aperto non è inferiore al 90% della tensione iniziale, nessuna perdita, nessun incendio e nessuna esplosione. Il test di caduta esamina le possibili cadute nell'ambiente di spedizione o nell'uso da parte del cliente; Dal punto di vista della sicurezza, è quello di rilevare le prestazioni di tenuta della saldatura della batteria. Usando questo metodo di prova, aumentare la tensione, la resistenza interna e la qualità prima delle cadute di prova; Dopo 6 cadute, misurare di nuovo la tensione, la resistenza interna e la qualità secondo la tensione, la resistenza interna e la qualità per determinare se è qualificato o no: se la resistenza di tensione cambia molto, il cortocircuito interno è più probabile; Se la qualità cambia molto e l'odore è emesso, l'elettrolito perde. Lo standard nazionale GB31241GB/T18287 richiede che il liquido non deve essere disperso; EUCAR stabilisce che la perdita è inferiore al 50%, e il suo livello di sicurezza è accettabile finché non esplode in fiamme. Tuttavia, dopo il test di caduta, se l'elettrolito è solo leggermente fuoriuscito, a causa della protezione della batteria PTC, il cortocircuito della batteria è in uno stato chiuso in un breve periodo di tempo, la batteria non ha tensione, e non vi è alcun cambiamento anormale nella resistenza interna; L'elettrolito di perdita è attaccato alla superficie della batteria, e la qualità non cambia anormalmente, che può essere difficile da determinare se è qualificato o no. Quando l'elettrolita perde leggermente, per l'elettrolita comune litio esafluorofosfato, Nell'aria a causa dell'azione del vapore acqueo, e bianco fumisolato idrogeno sono rapidamente rilasciato. Le reazioni che si verificano dopo il contatto con l'aria sono:

Il fumo bianco del fluoruro di idrogeno può reagire con i metalli ordinari come i fili e i pad delle schede PCB, ed emettere idrogeno per formare miscele esplosive con l'aria; Il fluoruro di idrogeno reagisce con il composto solido di silicio (s) del PCB per formare un tetrafluoruro di silicio gassoso (g), il generato può continuare ad interagire con l'eccesso di HF per generare una soluzione di acido fluorosilicico, che è un acido forte binario che continua a corrodere il circuito; A causa della leggera reazione di perdita per generare HF e poi corrodere le pastiglie dei fili del circuito, ecc., si genera gradualmente una soluzione di silicato elettrolitico conduttivo. L'elettrolito perde molto poco, il fluoruro di idrogeno prodotto può volatilizzarsi rapidamente, il metallo corrosivo è meno, e l'aria dell'elettrolita è secca, e la batteria può formare uno stato di autoscarica lento nella fase successiva. Se la perdita dell'elettrolito supera una certa quantità, una successiva reazione di accoppiamento si verificherà per causare un fenomeno di cortocircuito locale sulla scheda PCB esterna della batteria, questa reazione dura a lungo (12h) La conducibilità della soluzione elettrolitica nella fase iniziale è debole, e la corrosione della soluzione elettrolitica che perde con il tempo di reazione aumenta la conducibilità degli ioni metallici, e la conducibilità è rafforzata per formare un fenomeno simile al cortocircuito esterno, e la batteria si riscalderà rapidamente, e c'è un pericolo di incendio ed esplosione. Pertanto, durante il test, la batteria è posta in un luogo sicuro per 12 ore e poi osservata di nuovo per le anomalie; Poi un certo C Rate prova le prestazioni come la capacità.

Test di abuso termico

Caricare la batteria completamente, e poi mettere la batteria nella camera, che si riscalda ad un tasso di 3 °C/min ad un tasso uniforme, e la temperatura sale a 130 °C per smettere di tenere per mezz'ora. Durante il requisito che la batteria non si incendia e non esplode. Quando la temperatura sale quando il sistema della batteria è anormale, per prevenire il pericolo, il film separatore termoplastico si scioglie (120 °C ~ 140 °C) Il microporo del film di isolamento si chiude e diventa un isolante per impedire il passaggio dell'elettrolita, in modo da raggiungere lo scopo di bloccare la corrente. Ad alta temperatura, il film di isolamento interno della batteria è restringimento di calore troppo grande, con conseguente cortocircuito tra l'elettrodo interno positivo e negativo pezzi, la batteria è sotto l'azione continua della camera di fonte di calore esterno, mentre la batteria interna cortocircuito corrente calore Q due tipi di calore per promuovere il film di isolamento della batteria continua a restringere causando più cortocircuito interno, il circolo vizioso del calore interno della batteria mostra un aumento esponenziale, perché l'isolamento camera per 30 minuti La batteria non può dissipare il calore rapidamente accumulando calore e infine porta alla batteria termica runaway. In condizioni di abuso termico, dopo che la batteria si accende ed esplode, la cella della batteria è danneggiata, ed è difficile analizzare la causa dell'esplosione. Pertanto, in questo test, è necessario rilevare la temperatura superficiale di una singola batteria per rilevare il cambiamento di temperatura della batteria. Allo stesso tempo, nella scatola chiusa di calore, se ci sono più batterie per il test allo stesso tempo, una grande quantità di dissipazione di calore dopo una batteria si accende ed esplode, nel piccolo spazio della camera, un breve periodo di tempo per raccogliere il calore, può immediatamente aumentare la temperatura della camera, ben oltre 130 ° C, inducendo altre batterie normali per fuoco ed esplodere reazione. Per evitare la distorsione sperimentale, la batteria è meglio sospesa nella camera; È meglio mettere solo una batteria nella camera incorporata per ogni esperimento.

Conclusione

Con i requisiti degli utenti per la densità di energia delle batterie agli ioni di litio, le prestazioni di sicurezza delle batterie al litio stanno affrontando sfide crescenti. A tal fine, le imprese studiano misure di sicurezza attive come nuovi ritardanti di fiamma e nuovi solventi, nonché misure di sicurezza passive come l'indebolimento locale del guscio e nuovi gusci di materiale. L'efficacia di queste nuove misure, e i relativi test limite, aiutano le aziende a produrre prodotti più sicuri. In combinazione con gli standard nazionali, vengono discussi alcuni dei metodi di test di sicurezza, e vengono analizzati principalmente i principi rilevanti del test di abuso di calore di caduta con ago pungente, vengono discusse le condizioni sperimentali e i metodi sperimentali che possono influenzare i risultati nel test effettivo, e vengono proposti alcuni potenziali fattori che causano il fallimento dell'esperimento. Può fornire un riferimento per le imprese di produzione e le unità di prova per analizzare le modalità di fallimento del prodotto, e quindi aiutare le imprese a prevenire situazioni estreme come l'incendio e l'esplosione della batteria, produrre prodotti più sicuri e promuovere lo sviluppo stabile di batterie al litio e prodotti derivati.