리튬배터리셀의 안전설계에 영향을 미치는 요소는 무엇인가?배터리셀 전반의 안전설계 강화
배터리 셀은 배터리의 다양한 물질을 결합하는 연결고리입니다. 양극, 음극, 다이어프램, 탭, 포장필름 등을 일체화한 것입니다. 배터리 셀의 구조적 설계는 다양한 소재의 성능에 영향을 미칠 뿐만 아니라 배터리 전체에도 영향을 미칩니다. 전기화학적 성능과 안전 성능은 중요한 영향을 미칩니다. 재료의 선택과 셀 구조의 디자인은 바로 부분과 전체의 관계입니다. 셀 설계 시 재료 특성과 결합하여 합리적인 구조 모델이 공식화되어야 합니다.
또한 리튬 배터리의 구조에는 몇 가지 추가적인 보호 장치도 고려할 수 있습니다. 일반적인 보호 메커니즘은 다음과 같이 설계되었습니다.
1 스위칭 소자를 사용하여 배터리 온도가 상승하면 저항 값이 상승하고 온도가 너무 높으면 자동으로 전원 공급이 중단됩니다.
2 안전 밸브(즉, 배터리 상단의 통풍구)를 설정합니다. 배터리 내부 압력이 특정 값으로 상승하면 안전 밸브가 자동으로 열려 배터리의 안전을 보장합니다.
다음은 셀 구조의 안전 설계에 대한 몇 가지 예입니다.
a) 양수 및 음수 용량 비율 및 설계 크기
양극재와 음극재의 특성에 따라 적절한 양극과 음극의 용량비를 선택하십시오. 셀의 양극 용량과 음극 용량의 비율은 리튬이온 배터리의 안전성과 관련된 중요한 연결고리입니다. 양극 용량이 너무 크면 금속 리튬이 음극 표면에 나타납니다. 음극이 너무 크면 배터리 용량이 크게 손실됩니다. 일반적으로 N/P=1.05~1.15이며 실제 배터리 용량 및 안전 요구 사항에 따라 적절한 선택을 하십시오. 음극 페이스트(활물질)의 위치가 양극 페이스트의 위치를 덮도록(더 크게) 크고 작은 조각을 설계합니다. 일반적으로 너비는 1~5mm, 길이는 5~10mm 더 커야 합니다.
b) 다이어프램 너비에는 여유가 있습니다.
다이어프램 폭 설계의 일반적인 원리는 양극과 음극의 직접 접촉으로 인한 내부 단락을 방지하는 것입니다. 배터리의 충방전 과정과 열충격 환경에서 다이어프램의 열수축으로 인해 다이어프램은 길이와 폭 방향으로 변형되고, 다이어프램은 길이와 폭 방향으로 변형됩니다. 주름진 부분은 양극과 음극 사이의 거리가 증가하여 분극이 증가합니다. 다이어프램의 늘어진 부분은 다이어프램의 얇아짐으로 인한 미세 단락 가능성을 증가시킵니다. 다이어프램 가장자리 부분의 수축으로 인해 양극과 음극이 직접 연결될 수 있습니다. 접촉 및 내부 단락이 발생하여 열 폭주로 인해 배터리가 위험해질 수 있습니다. 따라서 배터리를 설계할 때 분리막의 면적과 폭을 사용할 때는 수축 특성을 고려해야 하며 분리막은 양극과 음극보다 큽니다. 공정오차를 고려하여 절연필름은 폴피스 바깥쪽 가장자리보다 최소 0.1mm 이상 길어야 합니다.
다) 절연처리
내부 단락은 리튬 이온 배터리의 잠재적 안전 위험에 대한 중요한 요소입니다. 배터리 셀의 구조적 설계에는 내부 단락을 일으키는 잠재적으로 위험한 부품이 많이 있습니다. 따라서 이상 상황을 방지하기 위해 이러한 주요 위치에 필요한 조치나 절연을 설정해야 합니다. 예를 들어 배터리에 단락이 발생한 경우: 양극 귀와 음극 귀 사이에 필요한 거리를 유지하십시오. 한쪽 끝 부분에 페이스트를 바르지 않은 채 중앙에 절연 테이프를 놓고 노출된 부분을 모두 덮습니다. 양극 알루미늄 호일과 음극 활물질 사이에 절연 테이프를 붙이는 단계; 적용 절연 테이프는 탭의 모든 용접 부분을 덮습니다. 셀 상단에는 절연 테이프가 사용됩니다.
d) 안전 밸브(압력 완화 장치) 설정
리튬 이온 배터리는 내부 온도가 너무 높거나 압력이 너무 높아 폭발이나 화재가 발생할 수 있어 위험합니다. 합리적인 압력 완화 장치를 설정하면 위험이 발생할 때 배터리 내부의 압력과 열을 빠르게 방출하여 폭발 위험을 줄일 수 있습니다. 정상 작동 중에 배터리의 내부 압력을 충족할 뿐만 아니라 내부 압력이 위험 한계에 도달하면 자동으로 열려 압력을 완화하는 합리적인 압력 완화 장치가 필요합니다. 설계에 따른 변형 특성; 안전 밸브의 설계는 라멜라, 모서리, 솔기 및 노치로 이루어질 수 있습니다.
3 장인정신 수준 향상
배터리 셀 생산 공정의 표준화 및 표준화를 잘 수행하려는 노력. 혼합, 코팅, 베이킹, 성형, 슬리팅, 권취 단계에서 표준화(예: 격막 폭, 전해질 주입량 등)를 공식화하고 공정 방법(예: 저압 주입 방식, 원심 쉘 방식 등)을 개선합니다. .) 공정 제어를 잘 수행하고 공정 품질을 보장하며 제품 간의 차이를 줄입니다. 안전에 영향을 미치는 주요 단계에서 특수 단계를 설정합니다(예: 디버링, 분말 청소, 다양한 재료에 대한 다양한 용접). 방법 등), 표준화된 품질 모니터링을 구현하고, 결함이 있는 부품을 제거하고, 결함이 있는 제품을 제외합니다(극편 변형, 다이어프램 천공, 활물질 이탈 및 전해액 누출 등). 생산현장을 정돈하고 청결하게 유지하며, 5S경영과 6-시그마 품질관리를 실시하여 생산 과정에서 불순물과 수분이 혼입되는 것을 방지하고, 생산 중 예상치 못한 상황이 안전에 미치는 영향을 최소화합니다.
