Analyse der Sicherheitsfaktoren für Leistungsbatterien

Auf dem Gebiet der Fahrzeuge mit neuer Energie sind Batterien mit Lithiumbatterie aufgrund ihrer relativ hohen Energiedichte und Ausgangsleistung weit verbreitet. Die Leistung und Lebensdauer von Lithium-Ionen-Leistungszellen wird jedoch bei kontinuierlicher Verwendung abnehmen, und was noch wichtiger ist, es wird unterschiedliche Bedingungen in unterschiedlichen Betriebsumgebungen geben. Zum Beispiel ist es bei kalten und niedrigen Temperaturen leicht, eine geringe Kapazität und einen ernsthaften Zerfall zu haben. Bei hohen Temperaturen besteht die versteckte Gefahr, dass ein thermisches Durchgehen zu einer Selbstentzündung und einer Selbstentzündung führt.

Diese potenziellen Sicherheitsrisiken haben zu einem Mangel an Vertrauen bei den Verbrauchern neuer Energiefahrzeuge geführt. Daher ist es sehr wichtig, auf die Sicherheit von Lithium-Ionen-Kraftzellen zu achten und Forschung und Verbesserung durchzuführen. Es ist hilfreich, die Sicherheitsrisiken von Batterien und die Häufigkeit von Unfällen zu verringern und die durch die Sicherheitsprobleme von Kraftzellen verursachten Schäden zu verringern oder zu vermeiden.

In einfachen Worten, Lithium-Ionen-Kraftzellen bestehen hauptsächlich aus positiven Polen, negativen Polen, Membran, Elektrolyten und Batteriegehäusen. Wenn es in positive Materialien unterteilt ist, wird es hauptsächlich in ternäre Materialien aus Lithiumkobaltsäure, Lithiummangansäure, Lithiumeisenphosphat und Lithiumnickelkobaltmangansäure unterteilt. Entsprechend der strukturellen Form des Kerns wird er hauptsächlich in drei Typen unterteilt: zylindrisches und quadratisches und weiches Gehäuse.

Die Vor- und Nachteile unterschiedlicher Materialauswahl- und Strukturdesignbatterien liegen auf der Hand. Daher hängt die Sicherheit von Lithium-Ionen-power-batterien eng mit der Art und Struktur der Batteriematerialien zusammen und hängt auch eng mit der Technologie zur Vorbereitung der Batterien und der Betriebsumgebung zusammen. Von der Herstellung von Lithium-Ionen-Kraftzellen bis zur endgültigen Anwendung durchlaufen die Faktoren, die die Sicherheit von Lithium-Ionen-Kraftzellen beeinflussen, den Prozess der Materialauswahl und des Designs des Kerns, die Integration von Modulen und die Nutzung der Umgebung .

(1) Auswahl und Bewertung von Kernmaterialien

Die Art und Sicherheit des Kerns wird maßgeblich von der Auswahl des Kernmaterials bestimmt. Wenn die Rohstoffe bei der Auswahl des Kernmaterials nicht gründlich bewertet werden, ist die Sicherheit des Kerns in der ersten Stufe zwangsläufig unzureichend.

Die spezifische Kapazität und die spezifische Energie der Batterie werden hauptsächlich durch das positive Elektrodenmaterial bestimmt. Noch wichtiger ist, dass seine Sicherheit durch das intrinsische Elektrodenpotential des positiven Elektrodenmaterials beeinflusst wird, wie beispielsweise den Sicherheitsunterschied zwischen Lithiumeisenphosphat und ternärem. Daher ist es notwendig, den Typ des Kernmaterials durch Auswahl und Dotierung der Elemente zu verbessern und das Material mit weniger Reaktionswärme auszuwählen, das dem elektrochemischen Fenster des Elektrolyten so weit wie möglich entspricht, um die Kernsicherheit zu verbessern.

Der Einfluss von negativem aktivem Material auf die Sicherheitsleistung beruht hauptsächlich auf dem Wachstum von Lithiumdendriten und der Reaktion von Elektrolyten. Beim schnellen Laden wachsen die Lithiumdendriten mit dem Lade- und Entladezyklus weiter, sobald die Geschwindigkeit der durch die SEI-Membran hindurchtretenden Lithiumionen langsamer ist als die der auf der negativen Elektrode abgelagerten Lithiumionen, was zu einem führen kann interner Kurzschluss, der dazu führt, dass der Elektrolyt reagiert und außer Kontrolle gerät. Daher kann die Sicherheit des Kerns verbessert werden, indem die thermische Stabilität der SEI-Membran verbessert wird.

Die üblicherweise in Elektrolyten verwendeten Lösungsmittel sind organische Carbonatverbindungen, die chemisch aktiv und leicht entflammbar sind. Positive Materialien oxidieren stark, wenn sie sich in einem geladenen Zustand befinden, während positive Materialien in einem stark oxidierenden Zustand im Allgemeinen weniger stabil sind und leicht Sauerstoff freisetzen, während Carbonate leicht mit Sauerstoff reagieren und eine große Menge Wärme und Gas freisetzen. Sobald die Wärme außer Kontrolle geraten ist, beschleunigt die erzeugte Wärme die Zersetzung des positiven Pols weiter, erzeugt mehr Sauerstoff und fördert exotherme Reaktionen.

Die Hauptaufgabe der Membran besteht darin, die positiven und negativen Pole der Batterie zu trennen, den Kanal zu schließen und zu blockieren und Lithiumionen frei passieren zu lassen, während Elektronen nicht hindurchtreten können. Sobald die Membran ausfällt und andere Bedingungen den Kurzschluss des positiven und negativen Polkontakts verursachen, der zu einem thermischen Durchgehen führt, sind die mechanische Festigkeit, Porosität, Dickengleichmäßigkeit und Temperaturbeständigkeit der Membran dringend erforderlich.

(2) Tragwerksplanung und Produktionsprozess

Die Sicherheit der Lithium-Ionen-Kraftzelle hängt auch mit der Struktur der Batterie zusammen. Insbesondere die Kapazität und Größe der Batterie haben einen wichtigen Einfluss auf die Sicherheit der Batterie. hochleistungsbatterien geben normalerweise mehr Wärme ab, während große Batterien eine relativ schwierige Wärmeableitung aufweisen und sich mit größerer Wahrscheinlichkeit Wärme ansammelt, wodurch die Wahrscheinlichkeit eines thermischen Durchgehens erhöht wird.

Um sicherzustellen, dass Lithium-Ionen-Batterien während des Gebrauchs keine Probleme haben, wird ein Sicherheitsventil an der Oberfläche des lithium-batterie-Gehäuses installiert, um zu verhindern, dass der Innendruck zu hoch ist. Es gibt viele potenziell gefährliche Teile in der Struktur des Kerns, die interne Kurzschlüsse verursachen. Daher sollten an diesen Schlüsselstellen die erforderlichen Maßnahmen oder Isolierungen installiert werden, um interne Kurzschlüsse in der Batterie unter ungewöhnlichen Umständen zu vermeiden.

Die grundlegenden Schritte des Produktions- und Herstellungsprozesses für elektrische Kerne sind unterteilt in Mischen, Beschichten, Walzendruck, Schneiden, Wickeln oder Stapeln, Polarohrschweißen, Einspritzen, Versiegeln, Verarbeiten, Abgasen und Kapazitätsaufteilung. Die Sicherheit des elektrischen Kerns kann durch unsachgemäße Betriebsprozesse bei jedem Schritt verursacht werden.

In der Testphase des Kernrohstoffs ist es leicht, den zu mischenden Kern mit Verunreinigungen zu führen, wenn er nicht den Standards oder der schlechten Umgebung zum Zeitpunkt der Herstellung entspricht, was einen großen Einfluss auf den Kern hat Sicherheit der Batterie. Wenn dem Elektrolyten mehr Wasser beigemischt wird, können außerdem Nebenreaktionen auftreten und den Innendruck der Batterie erhöhen, was sich auf die Sicherheit auswirkt. Im Herstellungsprozess des elektrischen Kerns gibt es aufgrund der Begrenzung des Prozessniveaus geringfügige Unterschiede in der Dicke der Batterieplatte, der Mikroporenrate und dem Aktivierungsgrad des aktiven Materials.

Eine Inkonsistenz in der Innenstruktur der Batterie macht es unmöglich, dass die Spannung, Kapazität und der Innenwiderstand desselben Batterietyps in derselben Charge vollständig konsistent sind. Das Produkt kann keine gute Konsistenz erreichen und kann sich negativ auf die Sicherheit des Kerns auswirken.

(3) Externe Umgebung und Nutzungsbedingungen

Das Umfeld der eingesetzten neuen Energiefahrzeuge ändert sich ständig. Sobald eine Kollision auftritt, trägt das Batteriesystem eine enorme Stoßbelastung und kann durch Extrusion, Reifenpanne usw. beschädigt werden, was ernsthafte Risiken wie Verbrennung und Explosion der Batterie verursacht. Auf der anderen Seite können langfristige Unebenheiten auf der Fahrbahn leicht zur Fixierung und Lockerung der Batterie führen, was zu mechanischen Schäden und Problemen beim Lösen der Steckverbinder führen kann.

Komplexe Umgebung für Kraftzellen

Das Batteriefachgehäuse dient als erste Schutzschicht der Batterie und der Wasserdichtigkeitsgrad muss IP67 erreichen. Um den Wasserdichtigkeitsgrad nicht zu beeinträchtigen, muss gleichzeitig ein Kühlsystem vorhanden sein, um sicherzustellen, dass die Temperatur auf engstem Raum nicht zu hoch ist, wodurch die Sicherheit und Lebensdauer der Batterie wirksam geschützt werden. Seine Struktur muss sicherstellen, dass auf der Grundlage einer großen Kapazität des Unterbringungsraums eine ausreichende Festigkeit erreicht wird, um sicherzustellen, dass die Batterie im Inneren bei einer abnormalen Kollision vor starker Extrusion geschützt ist.

Neben der Aufmerksamkeit und den externen Schutzbedingungen im Prozess der Kernherstellung ist auch die Managementfunktion von BMS dringend erforderlich. BMS erkennt hauptsächlich den Status von Zellen und den Status einzelner Zellen in der Batterie und passt die Kontrollstrategie für Zellen (Gruppen) entsprechend dem Status der Zellen (Gruppen) an. Es kann die Steuerinformationen des oberen Steuermoduls akzeptieren und die erforderliche Antwort geben. Realisierung des Lade- und Entlademanagements der Leistungszelle (Gruppe), um den sicheren und stabilen Betrieb des Leistungszellensystems zu gewährleisten. Daher kann ein voll funktionsfähiges BMS die Sicherheit und Zuverlässigkeit von Leistungszellen während des Gebrauchs verbessern.

Zusammenfassung

Die Sicherheitsleistung von Lithium-Ionen-Batterien bestimmt den Markt und die Zukunft im Bereich neuer Energiefahrzeuge. Um die Sicherheit neuer Energiefahrzeuge zu gewährleisten, muss jedes Unternehmen die Sicherheit des Lithiumbatteriekerns durch Verbesserung der Technologie und Technologie kontinuierlich verbessern. Es muss die Struktur- und Designanalyse des Leistungsbatteriesystems kontinuierlich optimieren. Darüber hinaus müssen Benutzer das Strombatteriesystem korrekt verwenden, um mechanischen Missbrauch, thermischen Missbrauch und elektrischen Missbrauch zu verhindern und die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Batterie zu gewährleisten.

Die Seite enthält den Inhalt der maschinellen Übersetzung.