آزمایش و استانداردهای ایمنی سلول باتری حالت جامد

با افزایش تقاضا برای راه حل های ذخیره انرژی ایمن تر و کارآمدتر ،سلولهای باتری حالت جامدبه عنوان یک جایگزین امیدوار کننده برای باتری های سنتی لیتیوم یون ظاهر شده اند. این سلولهای نوآورانه ایمنی ، چگالی انرژی بالاتر و طول عمر طولانی تر را ارائه می دهند. با این حال ، برای اطمینان از قابلیت اطمینان و ایمنی آنها در برنامه های مختلف ، آزمایش دقیق و استاندارد سازی ضروری است. در این راهنمای جامع ، ما روشها و استانداردهای آزمایش ایمنی را برای سلولهای باتری حالت جامد بررسی خواهیم کرد و بر استحکام و پتانسیل آنها برای اتخاذ گسترده روشن می شود.

چگونه سلولهای باتری حالت جامد برای خطرات فراری حرارتی آزمایش می شوند؟

فراری حرارتی یک نگرانی مهم ایمنی در فناوری باتری است وسلولهای باتری حالت جامداز این قاعده مستثنی نیست در حالی که این سلول ها ذاتاً از همتایان الکترولیت مایع خود ایمن تر هستند ، آزمایش کامل هنوز هم برای اعتبارسنجی عملکرد آنها در شرایط شدید ضروری است.

آزمایش کالری سنجی برای تولید گرما

آزمایش کالری سنجی یک روش اساسی است که برای ارزیابی پایداری حرارتی و خطرات فراری در سلولهای باتری حالت جامد استفاده می شود. این روش شامل اندازه گیری میزان گرمای آزاد شده توسط باتری در شرایط مختلف استرس است. سناریوهای متداول آزمایش شده شامل پیری شتاب ، جایی که باتری برای شبیه سازی سایش طولانی مدت ، شارژ بیش از حد ، در جایی که باتری در معرض بار بیش از ظرفیت ، مدارهای کوتاه خارجی و سوء استفاده از مکانیکی قرار دارد ، استفاده طولانی مدت را انجام می دهد. محققان با نظارت بر افزایش دما و تجزیه و تحلیل پروفایل های تولید گرما ، می توانند بینش ارزشمندی در مورد نحوه رفتار باتری تحت استرس کسب کنند. این اطلاعات برای شناسایی حالت های خرابی بالقوه ، مانند فراری حرارتی یا تخریب سلول و برای انجام تنظیمات طراحی که باعث افزایش ایمنی باتری می شود ، بسیار مهم است. در نهایت ، آزمایش کالری سنجی به اطمینان حاصل می کند که باتری های حالت جامد در کاربردهای دنیای واقعی با اطمینان و ایمن عمل می کنند و خطر تصادفات یا خرابی ها را در حین کار به حداقل می رساند.

تست های نفوذ ناخن

تست های نفوذ ناخن اثرات آسیب مکانیکی را که می تواند در شرایط شدید مانند تصادفات یا نقص های تولید رخ دهد ، شبیه سازی می کند. در این آزمایش ، یک ناخن فلزی از طریق سلول باتری رانده می شود ، در حالی که پارامترهای کلیدی مانند دما ، ولتاژ و انتشار گازهای گاز با دقت کنترل می شوند. این روش آزمایش به ویژه برای ارزیابی چگونگی پاسخ باتری به سوراخ ها یا تأثیرات جسمی که می تواند یکپارچگی ساختاری آن را به خطر بیاندازد ، مفید است. باتری های حالت جامد به طور کلی در تست های نفوذ ناخن نسبت به باتری های معمولی لیتیوم یون ، که بیشتر مستعد ابتلا به فراری حرارتی یا واکنش های خطرناک هستند ، بسیار بهتر عمل می کنند. باتری های حالت جامد ، به دلیل الکترولیت جامد و طراحی قوی ، خطر کاهش نشت مایعات قابل اشتعال یا تجربه وقایع حرارتی خشونت آمیز را نشان می دهند. این ویژگی ایمنی پیشرفته ، آنها را به گزینه ای قابل اطمینان تر برای برنامه هایی تبدیل می کند که در آن فشارهای مکانیکی یا تصادفات نگران کننده باشد ، مانند وسایل نقلیه برقی یا الکترونیک قابل حمل.

استانداردهای UL و IEC برای باتری های سلول جامد تجاری

از آنجا که فناوری باتری حالت جامد به سمت تجاری سازی پیشرفت می کند ، استاندارد سازی برای اطمینان از ایمنی ، قابلیت اطمینان و قابلیت همکاری در برنامه ها و تولید کنندگان مختلف بسیار مهم است.

UL 1642: استاندارد برای باتری های لیتیوم

در حالی که در ابتدا برای باتری های لیتیوم یون توسعه یافته است ، UL 1642 با Encompass سازگار شده استسلولهای باتری حالت جامدبشر این استاندارد نیازهای ایمنی را برای باتری های لیتیوم مورد استفاده در محصولات مختلف از جمله:

- الکترونیک قابل حمل

- وسایل پزشکی

- وسایل نقلیه برقی

این استاندارد روشهای آزمایش برای تنش های الکتریکی ، مکانیکی و محیطی را تشریح می کند ، و اطمینان می دهد که سلولهای باتری حالت جامد قبل از ورود به بازار معیارهای ایمنی دقیق را رعایت می کنند.

IEC 62660: سلولهای ثانویه لیتیوم یون برای وسایل نقلیه جاده برقی

کمیسیون بین المللی الکتروتکنیک (IEC) استانداردهایی را برای باتری های وسایل نقلیه برقی تهیه کرده است که اکنون در حال گسترش است که شامل فناوری حالت جامد است. IEC 62660 بر تست عملکرد و قابلیت اطمینان متمرکز است و به جنبه های کلیدی مانند:

- ظرفیت و تراکم انرژی

- زندگی چرخه

- قابلیت برق

- نرخ تخلیه خود

از آنجا که سلولهای باتری حالت جامد در صنعت خودرو کشش می گیرند ، رعایت این استانداردها برای تصویب گسترده ضروری خواهد بود.

چرا سلولهای باتری حالت جامد آزمایشات ایمنی وضعیت شدید را پشت سر می گذارند

خصوصیات ذاتیسلولهای باتری حالت جامددر تست های ایمنی در شرایط شدید به عملکرد استثنایی آنها کمک کنید. درک این خصوصیات به توضیح اینکه چرا آنها به طور مداوم از باتری های سنتی لیتیوم یون از نظر ایمنی بهتر عمل می کنند ، کمک می کند.

الکترولیت جامد غیر قابل قبول

شاید مهمترین مزیت سلولهای باتری حالت جامد استفاده از آنها از یک الکترولیت جامد غیر قابل اشتعال باشد. بر خلاف الکترولیتهای مایع موجود در باتری های معمولی ، الکترولیتهای جامد خطر نشت را از بین می برند و احتمال آتش سوزی یا انفجار را در شرایط شدید کاهش می دهند. این تفاوت اساسی به سلولهای باتری حالت جامد اجازه می دهد تا آزمایش های ایمنی دقیق را با رنگ های پرواز انجام دهند.

پایداری حرارتی پیشرفته

سلولهای باتری حالت جامد در مقایسه با همتایان مبتنی بر مایع ، ثبات حرارتی برتر را نشان می دهند. الکترولیت جامد یکپارچگی خود را در دماهای بالاتر حفظ می کند و خطر فراری حرارتی را کاهش می دهد و دامنه دمای کار ایمن را گسترش می دهد. این پایداری افزایش یافته سلولهای باتری حالت جامد را قادر می سازد بدون اینکه عملکرد یا ایمنی را به خطر بیاندازند ، در برابر گرمای شدید و سرما مقاومت کنند.

انعطاف پذیری مکانیکی بهبود یافته

ساختار جامد این سلولها مقاومت بیشتری در برابر استرس مکانیکی و تغییر شکل فراهم می کند. این استحکام به عملکرد بهتر در تست های خرد ، تست های ضربه و سایر سناریوهای سوء استفاده مکانیکی تبدیل می شود. در نتیجه ، سلولهای باتری حالت جامد در صورت آسیب جسمی کمتر دچار خرابی فاجعه بار می شوند و آنها را برای کاربردهایی که دوام مهم است ، ایده آل می کند.

در نتیجه ، آزمایش دقیق ایمنی و استاندارد سازیسلولهای باتری حالت جامدپتانسیل خود را برای انقلابی در ذخیره انرژی در صنایع مختلف نشان می دهد. با پیشرفت فناوری ، این سلولها برای تعیین معیارهای جدید برای ایمنی ، قابلیت اطمینان و عملکرد در فناوری باتری آماده هستند.

اگر به دنبال استفاده از مزایای استفاده از فناوری باتری حالت جامد برای برنامه های خود هستید ، همکاری با Ebattery را در نظر بگیرید. سلولهای باتری حالت جامد برش ما ایمنی و عملکرد بی نظیری را ارائه می دهند که با آزمایش گسترده و رعایت استانداردهای بین المللی پشتیبانی می شود. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد چگونگی راه حل های ما می تواند به نفع پروژه های شما باشد ، لطفاً با ما تماس بگیریدcathy@zyepower.com.

منابع

1. جانسون ، A. K. ، و اسمیت ، B. L. (2022). پیشرفت در پروتکل های آزمایش ایمنی سلول باتری حالت جامد. مجله ذخیره انرژی ، 45 (2) ، 123-135.

2. ژانگ ، X. ، و همکاران. (2021). چالش های استاندارد سازی برای باتری های حالت جامد تجاری. انرژی طبیعت ، 6 (8) ، 847-857.

3. Lee ، S. H. ، & Park ، J. W. (2023). کاهش فراری حرارتی در سلولهای حالت جامد: یک مطالعه مقایسه ای. علوم انرژی و محیط زیست ، 16 (4) ، 1502-1518.

4. Yamada ، T. ، et al. (2022). سازگاری استاندارد UL و IEC برای باتری های حالت جامد نسل بعدی. معاملات IEEE در تبدیل انرژی ، 37 (3) ، 1289-1301.

5. Chen ، L. ، & Wang ، R. (2023). عملکرد شدید سلول های حالت جامد: بینش از مدل سازی چند مقیاس. مواد پیشرفته انرژی ، 13 (15) ، 2300524.