લિથિયમ આયન બેટરીની જોખમ અને સલામતી ટેકનોલોજી (2)

3. સુરક્ષા ટેકનોલોજી

લિથિયમ આયન બેટરીમાં ઘણા છુપાયેલા જોખમો હોવા છતાં, ઉપયોગની ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓમાં અને ચોક્કસ પગલાં સાથે, તેઓ તેમના સુરક્ષિત ઉપયોગની ખાતરી કરવા માટે બેટરી કોષોમાં બાજુની પ્રતિક્રિયાઓ અને હિંસક પ્રતિક્રિયાઓની ઘટનાને અસરકારક રીતે નિયંત્રિત કરી શકે છે.નીચે લિથિયમ આયન બેટરીઓ માટે સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતી ઘણી સલામતી તકનીકોનો સંક્ષિપ્ત પરિચય છે.

（1） ઉચ્ચ સુરક્ષા પરિબળ સાથે કાચો માલ પસંદ કરો

સકારાત્મક અને નકારાત્મક ધ્રુવીય સક્રિય સામગ્રી, ડાયાફ્રેમ સામગ્રી અને ઉચ્ચ સુરક્ષા પરિબળ સાથે ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ પસંદ કરવામાં આવશે.

a) હકારાત્મક સામગ્રીની પસંદગી

કેથોડ સામગ્રીની સલામતી મુખ્યત્વે નીચેના ત્રણ પાસાઓ પર આધારિત છે:

1. સામગ્રીની થર્મોડાયનેમિક સ્થિરતા;

2. સામગ્રીની રાસાયણિક સ્થિરતા;

3. સામગ્રીના ભૌતિક ગુણધર્મો.

b) ડાયાફ્રેમ સામગ્રીની પસંદગી

ડાયાફ્રેમનું મુખ્ય કાર્ય બેટરીના સકારાત્મક અને નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ્સને અલગ પાડવાનું છે, હકારાત્મક અને નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચેના સંપર્કને કારણે થતા શોર્ટ સર્કિટને અટકાવવાનું છે, અને ઇલેક્ટ્રોલાઇટ આયનોને પસાર થવા માટે સક્ષમ બનાવવાનું છે, એટલે કે તે ઇલેક્ટ્રોનિક ઇન્સ્યુલેશન અને આયન ધરાવે છે. વાહકતાલિથિયમ આયન બેટરી માટે ડાયાફ્રેમ પસંદ કરતી વખતે નીચેના મુદ્દાઓ ધ્યાનમાં લેવા જોઈએ:

1. તે હકારાત્મક અને નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ્સના યાંત્રિક અલગતાને સુનિશ્ચિત કરવા માટે ઇલેક્ટ્રોનિક ઇન્સ્યુલેશન ધરાવે છે;

2. નીચા પ્રતિકાર અને ઉચ્ચ આયનીય વાહકતાને સુનિશ્ચિત કરવા માટે તેમાં ચોક્કસ છિદ્ર અને છિદ્રાળુતા છે;

3. ડાયાફ્રેમ સામગ્રીમાં પૂરતી રાસાયણિક સ્થિરતા હોવી જોઈએ અને તે ઇલેક્ટ્રોલાઇટ કાટ માટે પ્રતિરોધક હોવી જોઈએ;

4. ડાયાફ્રેમમાં ઓટોમેટિક શટડાઉન પ્રોટેક્શનનું કાર્ય હોવું જોઈએ;

5. ડાયાફ્રેમનું થર્મલ સંકોચન અને વિરૂપતા શક્ય તેટલું નાનું હોવું જોઈએ;

6. પડદાની ચોક્કસ જાડાઈ હોવી જોઈએ;

7. ડાયાફ્રેમમાં મજબૂત શારીરિક શક્તિ અને પર્યાપ્ત પંચર પ્રતિકાર હોવો જોઈએ.

c) ઇલેક્ટ્રોલાઇટની પસંદગી

ઇલેક્ટ્રોલાઇટ એ લિથિયમ આયન બેટરીનો એક મહત્વપૂર્ણ ભાગ છે, જે બેટરીના સકારાત્મક અને નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચે પ્રવાહને પ્રસારિત અને સંચાલિત કરવાની ભૂમિકા ભજવે છે.લિથિયમ આયન બેટરીમાં વપરાતો ઇલેક્ટ્રોલાઇટ એ કાર્બનિક એપ્રોટિક મિશ્રિત દ્રાવકોમાં યોગ્ય લિથિયમ ક્ષાર ઓગાળીને રચાયેલ ઇલેક્ટ્રોલાઇટ સોલ્યુશન છે.તે સામાન્ય રીતે નીચેની આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરશે:

1. સારી રાસાયણિક સ્થિરતા, ઇલેક્ટ્રોડ સક્રિય પદાર્થ, કલેક્ટર પ્રવાહી અને ડાયાફ્રેમ સાથે કોઈ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા નથી;

2. સારી ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ સ્થિરતા, વિશાળ ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ વિંડો સાથે;

3. ઉચ્ચ લિથિયમ આયન વાહકતા અને ઓછી ઇલેક્ટ્રોનિક વાહકતા;

4. પ્રવાહી તાપમાનની વિશાળ શ્રેણી;

5. તે સલામત, બિન-ઝેરી અને પર્યાવરણને અનુકૂળ છે.

(2) સેલની એકંદર સલામતી ડિઝાઇનને મજબૂત બનાવો

બેટરી સેલ એ એક એવી કડી છે જે બેટરીની વિવિધ સામગ્રીઓ અને હકારાત્મક ધ્રુવ, નકારાત્મક ધ્રુવ, ડાયાફ્રેમ, લગ અને પેકેજિંગ ફિલ્મના એકીકરણને જોડે છે.સેલ સ્ટ્રક્ચરની ડિઝાઇન માત્ર વિવિધ સામગ્રીના પ્રભાવને જ અસર કરતી નથી, પરંતુ બેટરીના એકંદર ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રદર્શન અને સલામતી કામગીરી પર પણ મહત્વપૂર્ણ અસર કરે છે.સામગ્રીની પસંદગી અને મુખ્ય રચનાની રચના એ સ્થાનિક અને સમગ્ર વચ્ચેનો એક પ્રકારનો સંબંધ છે.કોરની ડિઝાઇનમાં, વાજબી માળખું મોડ સામગ્રીની લાક્ષણિકતાઓ અનુસાર ઘડવું જોઈએ.

આ ઉપરાંત, લિથિયમ બેટરી સ્ટ્રક્ચર માટે કેટલાક વધારાના રક્ષણાત્મક ઉપકરણોને ધ્યાનમાં લઈ શકાય છે.સામાન્ય રક્ષણાત્મક પદ્ધતિઓ નીચે મુજબ છે:

a) સ્વીચ તત્વ અપનાવવામાં આવે છે.જ્યારે બેટરીની અંદરનું તાપમાન વધે છે, ત્યારે તેનું પ્રતિકાર મૂલ્ય તે મુજબ વધશે.જ્યારે તાપમાન ખૂબ ઊંચું હોય, ત્યારે વીજ પુરવઠો આપમેળે બંધ થઈ જશે;

b) સલામતી વાલ્વ સેટ કરો (એટલે ​​​​કે, બેટરીની ટોચ પર એર વેન્ટ).જ્યારે બેટરીનું આંતરિક દબાણ ચોક્કસ મૂલ્ય સુધી વધે છે, ત્યારે બેટરીની સલામતીની ખાતરી કરવા માટે સલામતી વાલ્વ આપમેળે ખુલશે.

અહીં ઇલેક્ટ્રિક કોર સ્ટ્રક્ચરની સલામતી ડિઝાઇનના કેટલાક ઉદાહરણો છે:

1. હકારાત્મક અને નકારાત્મક ધ્રુવ ક્ષમતા ગુણોત્તર અને ડિઝાઇન કદ સ્લાઇસ

સકારાત્મક અને નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રીની લાક્ષણિકતાઓ અનુસાર હકારાત્મક અને નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડનો યોગ્ય ક્ષમતા ગુણોત્તર પસંદ કરો.કોષની સકારાત્મક અને નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ ક્ષમતાનો ગુણોત્તર એ લિથિયમ આયન બેટરીની સલામતી સાથે સંબંધિત એક મહત્વપૂર્ણ કડી છે.જો પોઝિટિવ ઇલેક્ટ્રોડ ક્ષમતા ખૂબ મોટી હોય, તો મેટલ લિથિયમ નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડની સપાટી પર જમા થશે, જ્યારે નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ ક્ષમતા ખૂબ મોટી હોય, તો બેટરીની ક્ષમતા મોટા પ્રમાણમાં ખોવાઈ જશે.સામાન્ય રીતે, N/P=1.05-1.15, અને યોગ્ય પસંદગી વાસ્તવિક બેટરી ક્ષમતા અને સલામતી જરૂરિયાતો અનુસાર કરવામાં આવશે.મોટા અને નાના ટુકડાઓ એવી રીતે ડિઝાઇન કરવામાં આવશે કે નકારાત્મક પેસ્ટ (સક્રિય પદાર્થ) ની સ્થિતિ હકારાત્મક પેસ્ટની સ્થિતિને ઘેરી (ઓળંગી) જાય.સામાન્ય રીતે, પહોળાઈ 1~5 mm મોટી અને લંબાઈ 5~10 mm મોટી હોવી જોઈએ.

2. ડાયાફ્રેમ પહોળાઈ માટે ભથ્થું

ડાયાફ્રેમ પહોળાઈ ડિઝાઇનનો સામાન્ય સિદ્ધાંત હકારાત્મક અને નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચેના સીધા સંપર્કને કારણે આંતરિક શોર્ટ સર્કિટને અટકાવવાનો છે.જેમ કે ડાયાફ્રેમના થર્મલ સંકોચનને કારણે બેટરી ચાર્જિંગ અને ડિસ્ચાર્જિંગ દરમિયાન અને થર્મલ શોક અને અન્ય વાતાવરણમાં લંબાઈ અને પહોળાઈની દિશામાં ડાયાફ્રેમના વિકૃતિનું કારણ બને છે, ડાયાફ્રેમના ફોલ્ડ વિસ્તારનું ધ્રુવીકરણ હકારાત્મક વચ્ચેનું અંતર વધવાને કારણે વધે છે. અને નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ્સ;પડદાના પાતળા થવાને કારણે ડાયાફ્રેમના સ્ટ્રેચિંગ એરિયામાં માઇક્રો શોર્ટ સર્કિટની શક્યતા વધી જાય છે;ડાયાફ્રેમની કિનારે સંકોચ થવાથી પોઝિટિવ અને નેગેટિવ ઇલેક્ટ્રોડ અને આંતરિક શોર્ટ સર્કિટ વચ્ચે સીધો સંપર્ક થઈ શકે છે, જે બેટરીના થર્મલ રનઅવેને કારણે જોખમનું કારણ બની શકે છે.તેથી, બેટરીની રચના કરતી વખતે, ડાયાફ્રેમના વિસ્તાર અને પહોળાઈના ઉપયોગમાં તેની સંકોચન લાક્ષણિકતાઓ ધ્યાનમાં લેવી આવશ્યક છે.આઇસોલેશન ફિલ્મ એનોડ અને કેથોડ કરતા મોટી હોવી જોઈએ.પ્રક્રિયાની ભૂલ ઉપરાંત, આઇસોલેશન ફિલ્મ ઇલેક્ટ્રોડ ભાગની બહારની બાજુ કરતાં ઓછામાં ઓછી 0.1mm લાંબી હોવી જોઈએ.

3.ઇન્સ્યુલેશન સારવાર

લિથિયમ-આયન બેટરીના સંભવિત સલામતી સંકટમાં આંતરિક શોર્ટ સર્કિટ એક મહત્વપૂર્ણ પરિબળ છે.ઘણા સંભવિત ખતરનાક ભાગો છે જે કોષની માળખાકીય ડિઝાઇનમાં આંતરિક શોર્ટ સર્કિટનું કારણ બને છે.તેથી, અસામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં બેટરીમાં આંતરિક શોર્ટ સર્કિટને રોકવા માટે આ મુખ્ય સ્થાનો પર જરૂરી પગલાં અથવા ઇન્સ્યુલેશન સેટ કરવું જોઈએ, જેમ કે હકારાત્મક અને નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ કાન વચ્ચે જરૂરી અંતર જાળવવું;ઇન્સ્યુલેટીંગ ટેપને સિંગલ એન્ડની મધ્યમાં પેસ્ટ ન હોય તેવી સ્થિતિમાં પેસ્ટ કરવામાં આવશે, અને તમામ ખુલ્લા ભાગોને આવરી લેવામાં આવશે;સકારાત્મક એલ્યુમિનિયમ ફોઇલ અને નકારાત્મક સક્રિય પદાર્થ વચ્ચે ઇન્સ્યુલેટીંગ ટેપ પેસ્ટ કરવી જોઈએ;ઘૂંટણનો વેલ્ડિંગ ભાગ સંપૂર્ણપણે ઇન્સ્યુલેટીંગ ટેપથી ઢંકાયેલો હોવો જોઈએ;ઇલેક્ટ્રિક કોરની ટોચ પર ઇન્સ્યુલેટીંગ ટેપનો ઉપયોગ થાય છે.

4.સેફ્ટી વાલ્વ સેટિંગ (દબાણ રાહત ઉપકરણ)

લિથિયમ આયન બેટરીઓ ખતરનાક છે, સામાન્ય રીતે કારણ કે આંતરિક તાપમાન ખૂબ ઊંચું હોય છે અથવા વિસ્ફોટ અને આગનું કારણ બને તેવું દબાણ ખૂબ ઊંચું હોય છે;વાજબી દબાણ રાહત ઉપકરણ જોખમના કિસ્સામાં બેટરીની અંદરના દબાણ અને ગરમીને ઝડપથી મુક્ત કરી શકે છે અને વિસ્ફોટના જોખમને ઘટાડી શકે છે.વાજબી દબાણ રાહત ઉપકરણ સામાન્ય કામગીરી દરમિયાન માત્ર બેટરીના આંતરિક દબાણને જ મળતું નથી, પરંતુ જ્યારે આંતરિક દબાણ જોખમની મર્યાદા સુધી પહોંચે ત્યારે દબાણને મુક્ત કરવા માટે આપમેળે ખુલે છે.દબાણ રાહત ઉપકરણની સેટિંગ પોઝિશન આંતરિક દબાણના વધારાને કારણે બેટરી શેલની વિરૂપતા લાક્ષણિકતાઓને ધ્યાનમાં રાખીને ડિઝાઇન કરવામાં આવશે;સલામતી વાલ્વની ડિઝાઇન ફ્લેક્સ, કિનારીઓ, સીમ અને નિક્સ દ્વારા અનુભવી શકાય છે.

(3) પ્રક્રિયા સ્તર સુધારો

કોષની ઉત્પાદન પ્રક્રિયાને પ્રમાણભૂત અને પ્રમાણભૂત બનાવવાના પ્રયત્નો કરવા જોઈએ.મિશ્રણ, કોટિંગ, બેકિંગ, કોમ્પેક્શન, સ્લિટિંગ અને વિન્ડિંગના પગલાઓમાં, માનકીકરણ (જેમ કે ડાયાફ્રેમ પહોળાઈ, ઇલેક્ટ્રોલાઇટ ઇન્જેક્શન વોલ્યુમ, વગેરે) ઘડવું, પ્રક્રિયાના માધ્યમો (જેમ કે નીચા દબાણની ઇન્જેક્શન પદ્ધતિ, કેન્દ્રત્યાગી પેકિંગ પદ્ધતિ, વગેરે) સુધારે છે. , પ્રક્રિયા નિયંત્રણમાં સારું કામ કરો, પ્રક્રિયાની ગુણવત્તા સુનિશ્ચિત કરો અને ઉત્પાદનો વચ્ચેના તફાવતોને સંકુચિત કરો;સલામતીને અસર કરતા મુખ્ય પગલાઓમાં વિશેષ કાર્ય પગલાંઓ સેટ કરો (જેમ કે ઇલેક્ટ્રોડ પીસનું ડિબરિંગ, પાવડર સ્વીપિંગ, વિવિધ સામગ્રી માટે વિવિધ વેલ્ડીંગ પદ્ધતિઓ વગેરે), પ્રમાણિત ગુણવત્તા મોનીટરીંગનો અમલ, ખામીયુક્ત ભાગોને દૂર કરવા અને ખામીયુક્ત ઉત્પાદનોને દૂર કરવા (જેમ કે વિકૃતિકરણ ઇલેક્ટ્રોડનો ટુકડો, ડાયાફ્રેમ પંચર, સક્રિય સામગ્રી નીચે પડવું, ઇલેક્ટ્રોલાઇટ લિકેજ, વગેરે);ઉત્પાદન સ્થળને સ્વચ્છ અને વ્યવસ્થિત રાખો, 5S મેનેજમેન્ટ અને 6-સિગ્મા ગુણવત્તા નિયંત્રણનો અમલ કરો, અશુદ્ધિઓ અને ભેજને ઉત્પાદનમાં ભળતા અટકાવો અને સલામતી પર ઉત્પાદનમાં અકસ્માતોની અસરને ઓછી કરો.