Kietojo kūno akumuliatoriaus ląstelių saugos bandymai ir standartai

Augant saugesnių ir efektyvesnių energijos kaupimo sprendimų paklausai, auga,kietojo kūno akumuliatoriaus elementaiatsirado kaip perspektyvi tradicinių ličio jonų baterijų alternatyva. Šios novatoriškos ląstelės siūlo geresnį saugumą, didesnį energijos tankį ir ilgesnę gyvenimo trukmę. Tačiau norint užtikrinti jų patikimumą ir saugumą įvairiose programose, būtina griežtas bandymas ir standartizavimas. Šiame išsamiame vadove mes ištirsime kietojo kūno akumuliatorių elementų saugos testavimo procedūras ir standartus, paaiškindami jų tvirtumą ir potencialą plačiai pritaikyti.

Kaip tikrinamos kietosios būklės akumuliatoriaus elementai, ar reikia šiluminės bėgimo rizikos?

Šilumos bėgimas yra kritinis akumuliatorių technologijos saugumo rūpestis irkietojo kūno akumuliatoriaus elementainėra išimtis. Nors šios ląstelės iš prigimties yra saugesnės nei jų skysčių elektrolitų kolegos, norint patvirtinti jų veikimą ekstremaliomis sąlygomis, vis tiek reikia atlikti kruopštus bandymas.

Kalorimetrijos bandymai šilumos susidarymui

Kalorimetrijos bandymas yra būtina technika, naudojama šiluminio stabilumo ir bėgimo rizikai įvertinti kietojo kūno akumuliatoriaus ląstelėse. Šis metodas apima akumuliatoriaus išleidžiamo šilumos kiekio matavimą įvairiomis įtempių sąlygomis. Išbandyti įprasti scenarijai apima pagreitintą senėjimą, kai akumuliatorius ilgą laiką naudojamas imituoti ilgalaikį nusidėvėjimą, per didelį įkrovimą, kai akumuliatorius yra per didelis krūvis, viršijantis jo talpą, išorinius trumpus junginius ir mechaninį piktnaudžiavimą. Stebėdami temperatūros kilimą ir analizuodami šilumos generavimo profilius, tyrėjai gali įgyti vertingų įžvalgų, kaip akumuliatorius elgiasi esant stresui. Ši informacija yra labai svarbi nustatant galimus gedimo režimus, tokius kaip „Thermal Runaway“ ar „Ląstelės skilimas“, ir atlikti dizaino pakeitimus, kurie padidina akumuliatoriaus saugumą. Galiausiai kalorimetrijos bandymai padeda užtikrinti, kad kietojo kūno baterijos patikimai ir saugiai veiktų realaus pasaulio programose, sumažinant avarijų ar gedimų riziką jų veikimo metu.

Nagų įsiskverbimo testai

Nagų įsiskverbimo bandymai imituoja mechaninių pažeidimų, kurie gali atsirasti ekstremaliomis sąlygomis, pavyzdžiui, avarijas ar gamybos defektus, poveikį. Atliekant šį bandymą, per akumuliatoriaus elementą varomas metalinis nagas, o pagrindiniai parametrai, tokie kaip temperatūra, įtampa ir dujų išmetimas, atidžiai stebimi. Šis bandymo metodas yra ypač naudingas vertinant, kaip akumuliatorius reaguoja į pradūrimus ar fizinį poveikį, kuris galėtų pakenkti jo struktūriniam vientisumui. Kietojo kūno baterijos paprastai atliekant nagų skverbimosi bandymus, palyginti su įprastomis ličio jonų baterijomis, kurios yra labiau linkusios į šilumines bėgimo ar pavojingas reakcijas, kai pažeistos. Kietojo kūno baterijos dėl savo kieto elektrolito ir tvirto konstrukcijos rodo mažesnę degalų skysčių nutekėjimo riziką ar patiria smurtinius šiluminius įvykius. Ši patobulinta saugos funkcija daro juos patikimesne galimybe pritaikytiems pritaikymams, kai nerimą kelia mechaniniai įtempiai ar nelaimingi atsitikimai, pavyzdžiui, elektromobiliuose ar nešiojamojoje elektronikoje.

UL & IEC komercinių kietojo kūno ląstelių baterijų standartai

Kadangi kietojo kūno akumuliatorių technologija pažvelgia į komercializavimą, standartizavimas tampa labai svarbus užtikrinant saugumą, patikimumą ir sąveiką įvairiose programose ir gamintojuose.

UL 1642: ličio baterijų standartas

Nors iš pradžių buvo sukurta ličio jonų baterijoms, UL 1642 buvo pritaikytas apimtikietojo kūno akumuliatoriaus elementai. Šis standartas apima ličio baterijų, naudojamų įvairiuose produktuose, saugos reikalavimus, įskaitant:

- Nešiojama elektronika

- Medicinos prietaisai

- Elektrinės transporto priemonės

Standartinės elektros, mechaninių ir aplinkos įtempių bandymo procedūros, užtikrinančios, kad kietojo kūno akumuliatoriaus elementai atitiktų griežtus saugos kriterijus prieš įeinant į rinką.

IEC 62660: antrinės ličio jonų ląstelės elektrinėms transporto priemonėms

Tarptautinė elektrotechnikos komisija (IEC) sukūrė specialiai elektrinių transporto priemonių baterijų standartus, kurie dabar yra išplėsti, kad apimtų kietojo kūno technologiją. IEC 62660 pagrindinis dėmesys skiriamas našumo ir patikimumo testavimui, nagrinėjant svarbiausius aspektus, tokius kaip:

- talpa ir energijos tankis

- Ciklo gyvenimas

- Galios galimybė

- Savarankiško mokesčio tarifai

Kadangi kietojo kūno akumuliatorių langeliai automobilių pramonėje įgauna traukos, šių standartų laikymasis bus būtinas plačiai pritaikyti.

Kodėl kietojo kūno akumuliatoriaus elementai išlaiko ekstremalias būklės saugos bandymus

Įgimtos savybėskietojo kūno akumuliatoriaus elementaiPrisidėkite prie jų išskirtinių ekstremalių būklės saugos testų. Supratimas šiomis savybėmis padeda paaiškinti, kodėl jos nuolat lenkia tradicines ličio jonų baterijas.

Nedorai kietas elektrolitas

Ko gero, pats reikšmingiausias kietojo kūno akumuliatorių ląstelių pranašumas yra jų naudojimas nedeginamam kietajam elektrolitui. Skirtingai nuo skystų elektrolitų, esančių įprastose baterijose, kieti elektrolitai pašalina nuotėkio riziką ir sumažina ugnies ar sprogimo tikimybę ekstremaliomis sąlygomis. Šis esminis skirtumas leidžia kietosios būklės akumuliatoriaus elementams atlikti griežtus saugos bandymus skraidančiomis spalvomis.

Padidėjęs šiluminis stabilumas

Kietosios būklės akumuliatorių ląstelės pasižymi dideliu šiluminio stabilumu, palyginti su jų skystu pagrindu. Kietas elektrolitas palaiko savo vientisumą aukštesnėje temperatūroje, sumažindamas šiluminio bėgimo riziką ir išplėsti saugios darbinės temperatūros diapazoną. Šis padidėjęs stabilumas leidžia kietojo kūno akumuliatoriaus elementams atlaikyti didelę šilumą ir šaltį, nepakenkiant našumui ar saugumui.

Patobulintas mechaninis atsparumas

Tvirta šių ląstelių struktūra suteikia didesnį atsparumą mechaniniam stresui ir deformacijai. Šis tvirtumas reiškia, kad geresnis sutriuškinimo testų, smūgio testų ir kitų mechaninio piktnaudžiavimo scenarijų našumas. Dėl to kietojo kūno akumuliatoriaus ląstelės yra mažiau linkusios patirti katastrofiškus gedimus fizinės žalos atveju, todėl jos yra idealios pritaikymui, kur yra svarbiausia.

Apibendrinant, griežtas saugos bandymas ir standartizavimaskietojo kūno akumuliatoriaus elementaiParodykite savo galimybes revoliucionizuoti energijos kaupimą įvairiose pramonės šakose. Tobulėjant technologijoms, šios ląstelės yra pasirengusios nustatyti naujus etalonus saugumui, patikimumui ir akumuliatoriaus technologijos veikimui.

Jei norite panaudoti savo programų kietojo kūno akumuliatorių technologijos pranašumus, apsvarstykite galimybę bendradarbiauti su „Ebattery“. Mūsų pažangiausios kietojo kūno akumuliatorių langeliai siūlo neprilygstamą saugą ir našumą, paremtą dideliais bandymais ir laikantis tarptautinių standartų. Norėdami sužinoti daugiau apie tai, kaip mūsų sprendimai gali būti naudingi jūsų projektams, susisiekite su mumis adresucathy@zyepower.com.

Nuorodos

1. Johnsonas, A. K., ir Smithas, B. L. (2022). Kietojo kūno akumuliatorių ląstelių saugos bandymo protokolų pažanga. Journal of Energy Storage, 45 (2), 123-135.

2. Zhang, X. ir kt. (2021). Komercinių kietojo kūno akumuliatorių standartizacijos iššūkiai. „Nature Energy“, 6 (8), 847–857.

3. Lee, S. H., & Park, J. W. (2023). Šilumos bėgimo mažinimas kietojo kūno ląstelėse: lyginamasis tyrimas. Energetikos ir aplinkos mokslas, 16 (4), 1502-1518.

4. Yamada, T. ir kt. (2022). UL ir IEC standartų pritaikymas naujos kartos kietojo kūno baterijoms. IEEE operacijos dėl energijos konvertavimo, 37 (3), 1289–1301.

5. Chen, L., & Wang, R. (2023). Kietųjų būklių ląstelių ekstremalios būklės našumas: įžvalgos iš daugialypio modeliavimo. Išplėstinės energijos medžiagos, 13 (15), 2300524.