選擇合理的電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及生產(chǎn)工藝

 

 目前鋰離子電池安全事故的一個(gè)重要原因是電池內(nèi)部短路造成的熱失控,內(nèi)部短路通常由極片制作中的顆粒,正負(fù)極配比欠佳,制作工藝控制不良等因素導(dǎo)致。因此,需要在電芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)電芯極組結(jié)構(gòu)方式、極耳引出方式上充分考慮,減少內(nèi)部短路問題點(diǎn)及發(fā)生幾率。鋰離子電池在荷電狀態(tài)下,從正極材料中脫嵌出的鋰離子嵌入到負(fù)極材料中與負(fù)極的碳材料結(jié)合成鋰碳化合物,該化合物反應(yīng)活性很高,當(dāng)電池受到擠壓、針刺或者出現(xiàn)內(nèi)部短路時(shí),正負(fù)極發(fā)生接觸,由于正負(fù)極材料壓差較高,正負(fù)極接觸會(huì)迅速反應(yīng)并放出大量的熱量,造成電池?zé)崾Э厣踔疗鸹?、爆炸等極端情況出現(xiàn)。因此如何提高負(fù)極材料的熱穩(wěn)定性成為提高鋰離子電池安全性的另一重點(diǎn),采用在負(fù)極表面涂敷耐高溫材料,負(fù)極表面經(jīng)過涂敷處理后可以提高負(fù)極的穩(wěn)定性,減少負(fù)極接觸面積從而減小熱量產(chǎn)生,使電池的熱量發(fā)生控制在一定的范圍內(nèi)。

 

優(yōu)化整體電源結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及保護(hù)電路板設(shè)計(jì)

 

 礦燈使用環(huán)境比普通電源使用環(huán)境更為復(fù)雜、惡劣,為高溫高濕下長(zhǎng)期工作,并且有受到強(qiáng)烈沖擊、跌落的可能,因此對(duì)電源結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出較高要求。結(jié)構(gòu)密封性強(qiáng),防浸水,防塵,殼體材料熔點(diǎn)高,熱穩(wěn)定程度強(qiáng),電源整體結(jié)構(gòu)堅(jiān)實(shí)可靠,增加電芯與外殼間的緩沖,

 

增加電源的耐沖擊、抗跌落能力。使內(nèi)部電芯及保護(hù)電路能夠受到外殼的有效保護(hù),避免外界使用環(huán)境對(duì)電芯造成損害由于鋰離子電池本身特性決定,其在過充、短路等情況下容易發(fā)生熱失控,因此保護(hù)電路對(duì)于礦燈電池的安全性至關(guān)重要,目前國內(nèi)外鋰電池制造廠商都非常重視保護(hù)電路板設(shè)計(jì)開發(fā)。由于鋰離子電池本身工作電壓平臺(tái)較高,礦燈用鋰離子電池?zé)o須多節(jié)電池串聯(lián)使用,因此保護(hù)電路相對(duì)于電動(dòng)工具或電動(dòng)自行車簡(jiǎn)化很多,加之手機(jī)電池保護(hù)電路技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展已經(jīng)非常成熟,因此礦燈用鋰離子電池保護(hù)電路設(shè)計(jì)上更需要注意的是電子元器件的可靠性篩選及電路板檢測(cè),確保每個(gè)礦燈電源配備的保護(hù)電路板性能穩(wěn)定可靠。保護(hù)電路板設(shè)計(jì)及檢測(cè)需要充分考慮礦燈用電源使用環(huán)境特點(diǎn),增加高溫高濕條件下的可靠性測(cè)試。

 

(建立鋰離子電池專用充電站及管理系統(tǒng)

 

 從鋰離子電池安全事故中發(fā)現(xiàn)很多事故是在電池充電過程中或充電后發(fā)生的。由鋰離子電池充電機(jī)制與鉛酸電池、鎳氫電池都存在很大不同,需要采用專用的充電器,充電器質(zhì)量對(duì)電池充電時(shí)的安全非常重要。因此需要在使用鋰離子電池礦燈的煤礦建立專門的充電維護(hù)站,采用質(zhì)量可靠的充電設(shè)備對(duì)電池進(jìn)行充電和維護(hù)。鋰離子電池可以采用1C的高倍率充電而不會(huì)在性能和安全上受到影響,因此,采用專門的充電站后,可以充分利用鋰離子電池的該項(xiàng)特性,實(shí)現(xiàn)礦燈電源的快速充電,提高礦燈電源的使用效率并延長(zhǎng)電源使用壽命。隨著目前鋰離子電池充電及維護(hù)技術(shù)的發(fā)展,各種智能化充電設(shè)備逐步面世,鋰離子電池的充電時(shí)間更短、使用壽命延長(zhǎng)、維護(hù)更為簡(jiǎn)便、充電安全可靠性也得到很好保障,礦燈使用單位對(duì)鋰離子礦燈電源的使用管理也越來越智能化,維護(hù)成本更為低廉,這些都將對(duì)鋰離子電池的應(yīng)用起到積極的推動(dòng)作用.