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#Actualités du secteur
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Essais partiels sur la sécurité des batteries au lithium - Partie 2
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Essais partiels sur la sécurité des batteries au lithium - Partie 2
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Test de chute
Exigences de la norme nationale GB31241GB/T18287 : une batterie lithium-ion carrée entièrement chargée, les six côtés de chaque côté sont tombés une fois, sur le sol en ciment, un total de six chutes d'une hauteur de 1 mètre ; les pôles positifs et négatifs de la batterie circulaire sont tombés une fois chacun et la surface du cylindre est tombée quatre fois au sommet de la planche de 1 mètre. Après la fin de la chute libre, après une demi-heure de mise en place, testez la tension et la résistance interne, la tension en circuit ouvert n'est pas inférieure à 90% de la tension initiale, pas de fuite, pas d'incendie ni d'explosion. Le test de chute examine les chutes possibles dans l'environnement d'expédition ou dans l'utilisation par le client ; du point de vue de la sécurité, il s'agit de détecter les performances d'étanchéité de la batterie. En utilisant cette méthode de test, augmentez la tension, la résistance interne et la qualité avant les chutes de test ; Après 6 chutes, mesurez à nouveau la tension, la résistance interne et la qualité en fonction de la tension, de la résistance interne et de la qualité pour déterminer si elle est qualifiée ou non : si la résistance de la tension change fortement, le court-circuit interne est plus probable ; Si la qualité change fortement et qu'une odeur est émise, l'électrolyte fuit. La norme nationale GB31241GB/T18287 exige que le liquide ne fuie pas ; EUCAR stipule que la fuite est inférieure à 50%, et son niveau de sécurité est acceptable tant qu'il n'y a pas d'explosion en flammes. Cependant, après le test de chute, si l'électrolyte ne fuit que légèrement, en raison de la protection de la batterie PTC, le court-circuit de la batterie est dans un état fermé dans un court laps de temps, la batterie n'a pas de tension, et il n'y a pas de changement anormal dans la résistance interne ; L'électrolyte de fuite est attaché à la surface de la batterie, et la qualité ne change pas anormalement, ce qui peut être difficile de déterminer si elle est qualifiée ou non. Lorsque l'électrolyte fuit légèrement, pour l'électrolyte commun hexafluorophosphate de lithium, Dans l'air en raison de l'action de la vapeur d'eau, et de l'hydrogène blanc fumisolé sont rapidement libérés. Les réactions qui se produisent après le contact avec l'air sont :
La fumée blanche de fluorure d'hydrogène peut réagir avec les métaux ordinaires tels que les fils et les pastilles des cartes de circuits imprimés, et émettre de l'hydrogène pour former des mélanges explosifs avec l'air ; Le fluorure d'hydrogène réagit avec le(s) composé(s) de silicium solide(s) du PCB pour former un tétrafluorure de silicium gazeux (g), le produit généré peut continuer à interagir avec un excès de HF pour générer une solution d'acide fluorosilicique, qui est un acide fort binaire qui continue à corroder le circuit imprimé ; En raison de la légère réaction de fuite pour générer du HF et ensuite corroder les plaquettes de fils du circuit imprimé, etc., une solution électrolytique conductrice de silicate a été progressivement générée. L'électrolyte fuit très peu, le fluorure d'hydrogène produit peut se volatiliser rapidement, le métal corrosif est moindre, et l'air de l'électrolyte est sec, et la batterie peut former un état d'autodécharge lent dans la phase ultérieure. Si la fuite d'électrolyte dépasse une certaine quantité, une réaction de couplage subséquente se produira pour provoquer un phénomène de court-circuit local sur la carte PCB externe de la batterie, cette réaction dure longtemps (12h) La conductivité de la solution d'électrolyte dans la première étape est faible, et la corrosion de la solution d'électrolyte qui fuit avec le temps de réaction augmente la conductivité des ions métalliques, et la conductivité est renforcée pour former un phénomène similaire au court-circuit externe, et la batterie chauffera rapidement, et il y a un danger d'incendie et d'explosion. Par conséquent, pendant le test, la batterie est placée dans un endroit sûr pendant 12 heures, puis observée à nouveau pour détecter toute anomalie ; Ensuite, un certain taux C teste les performances telles que la capacité.
Test d'abus thermique
Chargez complètement la batterie, puis placez-la dans la chambre, qui se réchauffe à une vitesse de 3 °C/min à un rythme uniforme, et la température s'élève à 130 °C pour arrêter de tenir pendant une demi-heure. Pendant cette période, la batterie ne doit pas prendre feu et ne doit pas exploser. Lorsque la température augmente lorsque le système de batterie est anormal, afin d'éviter tout danger, le film séparateur thermoplastique fond (120 °C ~ 140 °C) Le micropore du film d'isolation se ferme et devient un isolant pour empêcher l'électrolyte de passer, de manière à atteindre l'objectif de blocage du courant. À haute température, le film d'isolation interne de la batterie est la chaleur de rétrécissement trop grand, ce qui entraîne un court-circuit entre les pièces d'électrode positive et négative interne, la batterie est sous l'action continue de la chambre source de chaleur externe, tandis que la batterie interne de court-circuit de courant de chaleur Q deux sortes de chaleur pour promouvoir la batterie film d'isolation continue de rétrécir causant plus de court-circuit interne, le cercle vicieux de la batterie de chaleur interne montre une augmentation exponentielle, parce que la chambre d'isolation pendant 30 minutes La batterie ne peut pas dissiper la chaleur d'accumuler rapidement la chaleur et conduit finalement à la batterie emballement thermique. Dans des conditions d'abus thermique, après l'incendie et l'explosion de la batterie, la cellule de la batterie est endommagée, et il est difficile d'analyser la cause de l'explosion. Par conséquent, dans ce test, il est nécessaire de détecter la température de surface d'une seule batterie pour détecter le changement de température de la batterie. Dans le même temps, dans la boîte de chaleur fermée, s'il ya plusieurs batteries pour le test en même temps, une grande quantité de dissipation de chaleur après une batterie de feu et d'explosion, dans le petit espace de la chambre, une courte période de temps pour recueillir la chaleur, peut instantanément augmenter la température de la chambre, bien au-delà de 130 ° C, induisant d'autres batteries normales de feu et d'exploser la réaction. Afin d'éviter toute distorsion expérimentale, il est préférable de suspendre la batterie dans la chambre ; il est préférable de ne placer qu'une seule batterie dans la chambre intégrée pour chaque expérience.
Conclusion
Avec les exigences des utilisateurs en matière de densité énergétique des batteries lithium-ion, les performances de sécurité des batteries lithium sont confrontées à des défis croissants. À cette fin, les entreprises étudient des mesures de sécurité actives telles que de nouveaux retardateurs de flamme et de nouveaux solvants, ainsi que des mesures de sécurité passives telles que l'affaiblissement local de la coquille et les coquilles en nouveaux matériaux. L'efficacité de ces nouvelles mesures et les tests limites correspondants sont effectués, ce qui aide les entreprises à fabriquer des produits plus sûrs. En combinaison avec les normes nationales, certaines des méthodes de test de sécurité sont discutées, et les principes pertinents du test d'abus de chaleur par piqûre d'aiguille sont principalement analysés, les conditions et méthodes expérimentales qui peuvent affecter les résultats dans le test réel sont discutées, et certains facteurs potentiels qui causent l'échec de l'expérience sont proposés. Cette étude peut servir de référence aux entreprises de production et aux unités d'essai pour analyser les modes de défaillance des produits, puis aider les entreprises à prévenir les situations extrêmes telles que les incendies et les explosions de batteries, à fabriquer des produits plus sûrs et à promouvoir le développement stable des batteries au lithium et des produits dérivés.