A lítium polimer tasakos cellamegkönnyíti a gázképződés észlelését, mivel a rugalmas tasak láthatóan megduzzadhat, de érzékenyebb a szúrásra, hajlításra, élnyomásra és a burkolat interferenciájára.

A merev hengeres lítium{0}}ion akkumulátor, például egy 18650 vagy 21700, jobb mechanikai védelmet nyújt, és tartalmazhatcell{0}}szintű biztonsági eszközök, például a PTC és a CID, de a belső nyomás felhalmozódása kevésbé látható, és súlyos meghibásodások irányított forró{0}}gáz légtelenítést eredményezhetnek.
 

A beszállító értékelése során négy területre összpontosítson:

• Lágy tasakos sejtduzzanat okoz
• Termikus szökéskiváltó okok és terjedés
• BMS vs PCM védelmi tervezés
• Teszt bizonyítékUN 38.3, UL 1642, UL 2054 és IEC 62133-2

Ez a cikk csak a biztonságra összpontosít. Az energiasűrűségről, a C{1}}arányról, a töltésről, a ciklus élettartamáról és az alkalmazás kiválasztásáról tekintse meg fő útmutatónkatLi-polimer vs lítium{0}}ion akkumulátorok.

1. Mi a valódi biztonsági különbség a LiPo és a hengeres Li{1}}ion között?

A legnagyobb különbség a cellaház, nem pedig az alapvető lítium{0}}ion elektrokémia.

Mindkét formátum megtapasztalhatóelektrolit bomlás, lítium bevonat, elválasztó meghibásodás,belső rövidzárlatok, gáztermelés, éstermikus szökés. A különbség az, hogy ezek a hibák hogyan jelennek meg, és hogyan kezeli a cella a mechanikai igénybevételt és a belső nyomást.

A beszerzésnél nem az a hasznos kérdés, hogy "Melyik formátum biztonságosabb?" Ez:Mi történik, ha ezzel a cellával visszaélnek, és mi akadályozza meg a hiba fokozódását?

2. Miért duzzadnak a LiPo akkumulátorok?

 

Lítium-polimer akkumulátor duzzanata tasak belsejében zajló nem kívánt elektrokémiai reakciók során keletkező gázok okozzák.

 

Közöspuha tasakos sejtduzzanat okozzatartalmazzaSEI réteg lebontása, elektrolit bomlás, túlzott töltési feszültség, magas-hőmérséklet, mély-kisülés, nedvességszennyeződés és hosszú távú öregedés.

 

Magas hőmérsékleten vagy túlzott feszültségen a szerves elektrolit komponensek lebomlanak, és olyan gázokat termelhetnek, mint a CO₂, CO, CH₂, C2H₂ és H2. Mivel a tasak le van zárva, ez a gáz növeli a cella vastagságát.

 

Egy egyszerűsített hibaút a következő:

Magas hőmérséklet / túlfeszültség → SEI lebomlás → elektrolit bomlás → gáztermelés → tasak duzzanata

 

A beszerzéshez a kóros duzzanatnak a cella minőségére, a töltési feszültségre, a tárolási hőmérsékletre, a gyártási nedvességszabályozásra és az öregedésre vonatkozó vizsgálatot kell kiváltania, -nem csak egy szorosabb burkolat.

 

3. Hogyan növeli a túlterhelés a LiPo biztonsági kockázatát?

A lítium cellának az adott kémiai és cellakialakításhoz meghatározott maximális feszültség alatt kell maradnia.

Az általános lítium{0}}ionos felső töltési feszültségek közé tartozik4,20 V, 4,35 V és 4,40 V, de ezek az értékek nem cserélhetők fel. A megadott feszültség túllépése felgyorsítja a katód instabilitását,túltöltéses gáztermelés, elektrolit oxidáció és belső hőtermelés.

A „3,7 V-os LiPo akkumulátor” nem elegendő információ a töltő vagy védőáramkör jóváhagyásához.

4. Okozhat-e a mélykisülés belső rövidzárlatot?

A súlyos túl-kisülés károsodást okozhat, amely később az újratöltés során jelentkezik.

Ha a cella feszültsége messze a gyártó által megengedett minimum alá esik, az anódáram-gyűjtőből származó réz feloldódhat az elektrolitban. Az ezt követő töltés során vezetőképes lerakódások képződhetnek, amelyek hozzájárulhatnak egybelső rövidzárlat.

Ez a feszültségcsökkenés elleni védelmet biztonsági funkcióvá teszi, nem csupán ciklus{0}}élettartam jellemzővé.

Egyedi akkumulátorcsomag esetén a beszerzésnek meg kell erősítenie a cella gyártójának minimális feszültségét és a PCM/BMS feszültségcsökkenési határértékét.

5. Mekkora duzzanattal kell rendelkeznie egy LiPo akkumulátornak?

A tasak{0}}cellaházat nem szabad csak névleges vastagságra tervezni.

Mérnöki feltételezések, mint pl8-10%-os vastagságnövekedésélettartama alatt vagy kb10–15% z-tengelytávolsághasznosak lehetnek a korai tervezés során, de nem szabad univerzális LiPo specifikációként kezelni.

Az akkumulátor szállítójának biztosítania kell:

• Névleges cellavastagság
• Maximális cellavastagság
• Mérettűrés
• Az élet-vége-duzzadási adatai
• Javasolt tömörítés
• Szükséges tasak{0}}szélhézag

f szabályozott tömörítést használnak, olyan értékeket, mint pl0,1-0,3 MPaelőfordulhat egyes akkumulátor-konstrukciókban, de a helyes határérték a cella felépítésétől és a gyártó útmutatásától függ.

Ne oldja meg a duzzanatot azzal, hogy egyszerűen csak erősebben szorítja a cellát. A túlzott kényszer feszültséget adhat át az elválasztóra, az elektródakötegre vagy a tasak tömítésére.

6. Valójában mi indítja el a Thermal Runawayt?

Termikus szökésakkor fordul elő, amikor a hőt{0}}termelő reakciók a sejten belül felgyorsulnak, mint a sejt, és a csomag el tudja oszlatni ezt a hőt.

Egy tipikus mérnöki sorrend a következő:

Ezek referencia tartományok, nem univerzális megfelelési/sikertelenségi korlátok.

 

 

A ténylegestermikus kifutó kezdeti hőmérsékletfügg a sejt kémiától, a töltöttségi állapottól, a szeparátor kialakításától, az elektrolittól, az öregedési állapottól és a visszaélés módszerétől. A szállító minősítéséhez kérjen vizsgálati adatokat a pontos javasolt cellára vonatkozóan, ahelyett, hogy általános hőmérsékleti diagramra hagyatkozna.

A lítium polimer tasakos cellasebezhetőbb az éles tárgyakkal, élterheléssel, hajlítással és a burkolat deformációjával szemben, mivel a külső laminátum korlátozott szerkezeti védelmet nyújt

8. A 0 fok alatti töltés növelheti a lítium akkumulátor tűzveszélyét?

Igen, különösen a hagyományos grafit{0}}alapú lítium-ion cellák esetében.

Alacsony hőmérsékleten lelassul a lítium{0}}ionok interkalációja a grafit anódba. Ha a töltőáram túl magas marad, fémes lítium rakódhat le az anód felületére.

Ezlítium bevonatkapacitáscsökkenést, megnövekedett impedanciát, dendritképződést, súlyos esetekben pedig szeparátorkárosodást okozhat, ami anbelső rövidzárlat.

Hideg{0}}időszaki termékek esetén kérdezze meg a szállítót:

• Minimális töltési hőmérséklet
• Alacsony-hőmérséklet-töltési-áramkorlát
• BMS töltészárolási küszöbérték
• Előmelegítés szükséges-e
• Hol található a hőmérséklet-érzékelő

A –20 fokon lemerülő akkumulátort nem lehet automatikusan tölteni –20 fokon.

9. Hogyan bukott az emberCell Trigger Thermal Runaway Propagation?

A több{0}}cellás csomagban az első hiba megelőzése csak a biztonsági probléma fele.

Súlyos állapotú sejttermikus szökéselegendő hőt és forró gázt tud felszabadítani ahhoz, hogy a szomszédos cellákat saját kritikus hőmérsékletük felé emelje. Ez szekvenciát okozhattermikus szökésterjedésa csomagon keresztül.

A terjedés szabályozása a következőket foglalhatja magában:

• Fizikai cellatávolság
• Hőkorlátok
• Csillám szigetelés
• Airgel
• Hőszórók
• Lángálló -szerkezeti anyagok

Szabályozott gázelvezető utak

A szükséges architektúra a csomag energiájától és a cellák számától függ.

A beszerzéshez ne csak azt kérdezze meg, hogy a szállító használ-e "hőszigetelést". Kérdez:

Ha az egyik cella meghibásodik, mi akadályozza meg, hogy a szomszédos cella elérje kritikus hőmérsékletét?

Ez a kérdés arra kényszeríti a szállítót, hogy magyarázza el a tényleges hőutat.

10. Miért számít a szellőzés iránya a hengeres akkumulátorcsomagokban?

A hengeres cellák általában egy meghatározott szellőző tartományon keresztül engedik fel a nyomást.

Súlyos meghibásodás esetén nem szabad forró gázokat irányítani a szomszédos cellákba, műanyag falakba, csatlakozókba, gyűjtősínekbe vagy a felhasználó által hozzáférhető{0}}felületekre.

A mechanikailag robusztus hengeres cellákból épített csomag továbbra is gyenge lehetlítium akkumulátor tűzveszélyszabályozza, hogy a szellőzőút közvetlenül a következő cellacsoportba mutat-e.

Több-cellás hengeres csomagok esetén a szellőzőnyílás irányát a mechanikai tervezés részeként,-és ne a ház lefagyása után ellenőrizze.

11. PCM vs BMS védelmi tervezés: mire van szüksége a csomagnak?

A PCM (védelmi áramköri modul)alapvető elektromos védelmet biztosít, míg aIntelligens BMSmegfigyelést és rendszerszintű vezérlést{0}}ad fel.

Egy egyszerű védelmi hierarchia a következő:
 

 

1 -. szintű hardvervédelem

 

Túlfeszültség, alacsony feszültség, túláram{0}}és rövidzárlat.

 

2 -. szintű figyelés és vezérlés

 

Hőmérsékletérzékelés, árammérés, cellakiegyenlítés, diagnosztika és kommunikáció.

 

3 -. szintű másodlagos védelem

 

Biztosíték, TCO, hőbiztosíték vagy más független hibabiztos eszköz, ahol szükséges.

A beszerzéshez,BMS vs PCM védelmi tervezésa cellaszám, a teljesítményszint, az alkalmazás kockázata és a gazdagép{0}}rendszerkövetelményei- kell meghatározni, nem pedig a szállítói terminológia.

12. Mikor elég egy PCM?

A PCM elterjedt az 1S és viszonylag egyszerű, alacsony-cellás-számú akkumulátorokban.

A reprezentatív védelmi értékek a következők lehetnek:

• Túltöltési küszöb körül4.28 V ± 0.025 Vhagyományos 4,2 V{1}}osztályú cellához
• Feszültségcsökkenés körül2.40–2.80 V
• Rövidzár{0}}válasz a-ezredmásodperc alatti tartományban, beleértve az alábbi terveket is200 μs
• NTC{0}}alapú töltés-hőmérséklet-figyelés, gyakran kb0 foktól 45 fokighagyományos cellákhoz

Ezek reprezentatív tervezési értékek, nem univerzális előírások.

A PCM-szállítók összehasonlításakor tekintse át:

• Védelem IC
• MOSFET modell
• OVP/UVP küszöbértékek
• OCP kioldási pont
• Rövidzár{0}}válasz
• MOSFET RDS (bekapcsolva)
• Folyamatos áram
• PCB hőemelkedés
• Helyreállítási viselkedés

A PCM-et komponensszintű adatokból,{0}}nem csupán blokkdiagramból kell kiértékelni.

13. Mikor kell az akkumulátorhoz intelligens BMS?

A Intelligens BMShasznosabbá válik több-sorozatú vagy nagyobb értékű-akkumulátoroknál, ahol az egyes cellák viselkedését figyelni kell.

A legfontosabb funkciók a következők lehetnek:

A beszerzéshez a projekt odaítélése előtt határozza meg a kiegyenlítési stratégiát, a hőmérséklet{0}}érzékelők helyét, a riasztási küszöbértékeket és a kommunikációs protokollt.

A „Smart BMS tartalmazza” nem használható műszaki specifikáció.

14. Mit adnak a CID és PTC eszközök a hengeres cellák biztonságához?

Egyes hengeres lítium{0}}ioncellák tartalmaznak belső elemeketCID és PTCvédelem.

A CID (aktuális megszakító eszköz)mechanikusan leválasztja az elektromos utat, ha a belső nyomás meghaladja a tervezett küszöbértéket. A mérnöki referenciák körüli értékeket mutathatnak1,0-1,2 MPa, de a pontos aktiválási nyomás cella-specifikus.

A PTC (pozitív hőmérsékleti együttható) eszköznöveli az ellenállást a hőmérséklet emelkedésével, segít korlátozni a rendellenes áramot.

Ezek az eszközök további védelmi réteget adnak, de nem szabad az „18650” vagy a „21700” szóból feltételezni őket.

A beszerzésnek meg kell erősítenie a biztonsági{0}}eszköz pontos architektúráját a cella gyártójával vagy az adatlappal.

A legtöbb tasaksejt nagyobb mértékben támaszkodik a külsőrePCM/BMS védelmi kialakításhelyette.

15. Milyen mechanikai követelmények tartoznak a LiPo akkumulátor RFQ-hoz?

 

Mertlítium-polimer tasak cellák biztonsága, a gazdaház az akkumulátor biztonsági rendszerének része.

 

A mechanikai kialakításnak:

• Távolítsa el az éles csavarvégeket, a PCB sarkait, a sorját és az öntött bordákat
• Akadályozza meg, hogy a cella dörzsölje vagy elmozduljon leejtés és rezgés közben
• Kerülje a túlzott helyi tömörítést
• Biztosítson meghatározott duzzadási teret
• Védje a fül gyökereit az ismételt hajlítástól
• Tartsa távol az akkumulátort a főbb hőforrásoktól

 

A csomag soha nem használhatja magát a tasakot mechanikus ütközőként.

 

Egyedi akkumulátorprojekteknél ezeknek a követelményeknek a rajzban vagy az ajánlatkérésben kell megjelenniük, nem pedig az összeállításra bízni őket.

A beszerzéssel kapcsolatban a megfelelő kérdés a következő:

Melyik szabvány vonatkozik pontosan erre a cellára, csomagra, végtermékre és célpiacra?

ENSZ 38.3 vizsgálati összefoglaló

AlkalmazhatóUL 1642, UL 2054, IEC 62133-2dokumentáció

A termelés nyomon követhetőségi módszere

Ez az információ hasznosabb, mint egy általános kijelentés, miszerint az akkumulátor "biztonságos" vagy "tanúsított".

LiPo vs Li{0}}ion biztonság: beszerzések összehasonlítása

A helyes beszerzési döntés a teljes biztonsági architektúrából származik: cellaminőség, mechanikai tervezés, védelmi elektronika, hőszabályozás és érvényesítési adatok.