怎樣提高鋰離子電池的安全性？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-08-28 21:41
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提高鋰離子電池安全性的措施
1、選用安全系數(shù)更高的原材料
選用安全系數(shù)更高的正負(fù)極活性材料、隔膜材料和電解液。正極材料的安全性主要基于材料的熱力學(xué)穩(wěn)定性、材料的化學(xué)穩(wěn)定性、材料的物理性能三個(gè)方面進(jìn)行;隔膜材料應(yīng)基于機(jī)械隔離性能、孔徑和空隙率、材料的化學(xué)穩(wěn)定行、自動(dòng)關(guān)閉功能、較小的熱收縮率和變形率、材料厚度、較大的物理強(qiáng)度等方面進(jìn)行綜合考慮;電解液應(yīng)選擇化學(xué)穩(wěn)定行好、電化學(xué)穩(wěn)定性好、鋰離子導(dǎo)電率高、液態(tài)穩(wěn)定范圍寬的材料。
2、強(qiáng)加電芯整體安全設(shè)計(jì)
電芯是將電池各種物質(zhì)組合起來的紐帶，是正極、負(fù)極、隔膜、極耳和包裝膜等結(jié)構(gòu)的集成，電芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不但影響到各種材料性能的發(fā)揮，還對(duì)電池整體化學(xué)性能、安全性能產(chǎn)生重要的影響。在電芯設(shè)計(jì)上，應(yīng)結(jié)合材料特性來制定合理的結(jié)構(gòu)模式，在鋰電池結(jié)構(gòu)上還可以考慮加入一些額外的保護(hù)裝置，如采用開關(guān)元件、安全閥等。
3、提高工藝水平
努力做好電芯生產(chǎn)過程中的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。在混料、涂布、烘烤、壓實(shí)、分切和卷繞等步驟中，制定標(biāo)準(zhǔn)化(如隔膜寬度、電解液注液量等)，改進(jìn)工藝手段(如低氣壓注液法、離心裝殼法等)，做好工藝控制.保證工藝質(zhì)量，縮小產(chǎn)品間的差異：在對(duì)安全有影響到關(guān)鍵步驟設(shè)置特殊步(如去極片毛刺、掃粉、對(duì)不同的材料采用不同的焊接方法等)。實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化質(zhì)量監(jiān)控，消除缺陷部位，排除有缺陷產(chǎn)品(如極片變形、隔膜刺破、活性材料脫落和電解液泄漏等);保持生產(chǎn)場所的整潔、清潔。實(shí)施5S管理和6-sigma質(zhì)量控制。防止生產(chǎn)中混入雜質(zhì)和水分，盡量減少生產(chǎn)中的意外情況對(duì)安全性的影響。
1、選用安全系數(shù)更高的原材料
選用安全系數(shù)更高的正負(fù)極活性材料、隔膜材料和電解液。正極材料的安全性主要基于材料的熱力學(xué)穩(wěn)定性、材料的化學(xué)穩(wěn)定性、材料的物理性能三個(gè)方面進(jìn)行;隔膜材料應(yīng)基于機(jī)械隔離性能、孔徑和空隙率、材料的化學(xué)穩(wěn)定行、自動(dòng)關(guān)閉功能、較小的熱收縮率和變形率、材料厚度、較大的物理強(qiáng)度等方面進(jìn)行綜合考慮;電解液應(yīng)選擇化學(xué)穩(wěn)定行好、電化學(xué)穩(wěn)定性好、鋰離子導(dǎo)電率高、液態(tài)穩(wěn)定范圍寬的材料。
2、強(qiáng)加電芯整體安全設(shè)計(jì)
電芯是將電池各種物質(zhì)組合起來的紐帶，是正極、負(fù)極、隔膜、極耳和包裝膜等結(jié)構(gòu)的集成，電芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不但影響到各種材料性能的發(fā)揮，還對(duì)電池整體化學(xué)性能、安全性能產(chǎn)生重要的影響。在電芯設(shè)計(jì)上，應(yīng)結(jié)合材料特性來制定合理的結(jié)構(gòu)模式，在鋰電池結(jié)構(gòu)上還可以考慮加入一些額外的保護(hù)裝置，如采用開關(guān)元件、安全閥等。
3、提高工藝水平
努力做好電芯生產(chǎn)過程中的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。在混料、涂布、烘烤、壓實(shí)、分切和卷繞等步驟中，制定標(biāo)準(zhǔn)化(如隔膜寬度、電解液注液量等)，改進(jìn)工藝手段(如低氣壓注液法、離心裝殼法等)，做好工藝控制.保證工藝質(zhì)量，縮小產(chǎn)品間的差異：在對(duì)安全有影響到關(guān)鍵步驟設(shè)置特殊步(如去極片毛刺、掃粉、對(duì)不同的材料采用不同的焊接方法等)。實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化質(zhì)量監(jiān)控，消除缺陷部位，排除有缺陷產(chǎn)品(如極片變形、隔膜刺破、活性材料脫落和電解液泄漏等);保持生產(chǎn)場所的整潔、清潔。實(shí)施5S管理和6-sigma質(zhì)量控制。防止生產(chǎn)中混入雜質(zhì)和水分，盡量減少生產(chǎn)中的意外情況對(duì)安全性的影響。
