Comment les chambres d'essai de batterie améliorent la sécurité et les performances des batteries au lithium-ion

En tant que dispositif de stockage d'énergie efficace et léger, les batteries lithium-ion sont largement utilisées dans de nombreux domaines tels que les téléphones intelligents, les véhicules électriques et les appareils électroniques portables. Cependant, il existe certains risques pour la sécurité de l'utilisation des batteries lithium-ion, tels que les problèmes d'emballement thermique, de court-circuit, de surcharge et de surdécharge, ce qui peut non seulement conduire à la détérioration des performances de la batterie, mais peut également provoquer des accidents graves tels qu'un incendie et une explosion.

Comment améliorer la sécurité et les performances des batteries lithium-ion est devenu le centre d'attention des chercheurs et des entreprises. LeChambre d'essai de batterie, En tant qu'appareil spécialement utilisé pour les tests et la recherche de batteries, joue un rôle crucial dans l'amélioration de la sécurité et des performances des batteries lithium-ion.

Je. Éléments clés de la sécurité et de la performance de la batterie lithium-ion

A. Effet de température

La température est l'un des facteurs clés affectant les performances et la sécurité des batteries lithium-ion. À des températures élevées, le taux de réactions chimiques à l'intérieur de la batterie est accéléré, ce qui conduit à l'atténuation de la capacité de la batterie. La température élevée augmentera également la résistance interne de la batterie, réduisant ainsi l'efficacité de la charge et de la décharge. De plus, des températures élevées peuvent déclencher un emballement thermique. Lorsque la température interne de la batterie est trop élevée, l'électrolyte peut se décomposer pour produire du gaz inflammable, et les matériaux d'électrode positive et négative de la batterie réagissent également violemment, libérant beaucoup de chaleur, aggravant encore l'augmentation de la température et conduisant finalement à un incendie ou à une explosion de batterie.

Au contraire, à basse température, la réaction chimique à l'intérieur de la batterie devient lente et le taux de diffusion des ions lithium ralentit, ce qui entraînera une diminution significative de la capacité de la batterie, et peut même être incapable de charger ou de décharger.

B. Action d'humidité

Une humidité excessive peut provoquer de la rouille et de la corrosion des composants métalliques à l'intérieur de la batterie, ce qui affecte la conductivité et la stabilité de la batterie. L'environnement humide peut également effectuer la réaction d'hydrolyse de l'électrolyte de la batterie, modifier les propriétés chimiques de l'électrolyte, puis affecter les performances de la batterie. De plus, l'eau qui pénètre dans la batterie peut provoquer une défaillance du court-circuit, ce qui menace gravement la sécurité de la batterie.

C. Corrélation de pression

Pendant le processus de charge et de décharge de la batterie, la transition de phase et la réaction chimique de la substance se produiront à l'intérieur de la batterie, entraînant un changement de pression. Si la pression est trop importante, la coque de la batterie peut se déformer, se fissurer et détruire l'intégrité structurelle globale de la batterie. Les changements de pression peuvent également affecter le contact entre le matériau de l'électrode et le fluide collecteur, ce qui affecte à son tour les performances de charge et de décharge de la batterie.

II. Fonctions et caractéristiques de la chambre d'essai de batterie

A. Technologie de contrôle de température précise

Le système de contrôle de la température duChambre d'essai de batterieAjuste rapidement et avec précision la température dans la chambre à travers le dispositif de chauffage ou de refroidissement en fonction de la valeur de température réglée. La chambre d'essai de batterie de LIB peut atteindre une précision de contrôle de température de ± 0.5 ° C, et avoir la capacité de chauffer et de refroidir rapidement, Et peut atteindre les conditions de température définies dans un court laps de temps pour répondre aux différents besoins d'essai.

B. Système de contrôle d'humidité

Le système de contrôle de l'humidité simule différents environnements d'humidité en contrôlant l'humidité dans la chambre pour étudier l'influence de l'humidité sur la batterie lithium-ion. La plage de réglage de l'humidité peut généralement être réglée entre 10% HR et 98% HR, ce qui peut répondre aux exigences de la plupart des tests de batterie lithium-ion pour les environnements d'humidité.

III. Sécurité accrue de la batterie avec chambres d'essai

A. Simulation et prévention d'emballement thermique

LeChambre d'essai de batteriePeut simuler les conditions dans lesquelles l'emballement thermique se produit et aider les chercheurs à étudier plus avant le mécanisme de déclenchement de l'emballement thermique. En augmentant progressivement la température dans la chambre d'essai et en surveillant les changements de température, de tension, de courant et d'autres paramètres à l'intérieur de la batterie, leOn observe un processus de rrence du phénomène d'emballement thermique. L'étude a révélé que lorsque la température de la batterie dépasse un certain seuil, l'électrolyte commence à se décomposer, produisant une grande quantité de gaz combustible, tandis que la résistance interne de la batterie augmente brusquement, le courant augmente instantanément, provoquant un emballement thermique.

Sur la base de ces résultats de recherche, des stratégies de prévention de l'emballement thermique peuvent être développées. Par exemple, améliorer la structure de dissipation thermique de la batterie, augmenter le dissipateur de chaleur ou utiliser le système de refroidissement liquide pour améliorer la capacité de dissipation thermique de la batterie en fonctionnement normal et chauffage anormal; optimisez la formulation d'électrolyte, réduisez sa température de décomposition et sa réactivité et réduisez la quantité de gaz combustible produite.

B. Le seuil de sécurité est déterminé

Le seuil de sécurité des batteries lithium-ion peut être déterminé avec précision en utilisant la chambre d'essai de batterie dans diverses conditions environnementales. La batterie est surchargée, surchargée et court-circuitée dans différents environnements de température, d'humidité et de pression, et les valeurs des paramètres sont enregistrées lorsque la batterie est en danger de fumée, d'incendie, et explosion. Dans un environnement de température et d'humidité élevées, le seuil de sécurité de surcharge de la batterie peut être réduit et le seuil de sécurité de surdécharge peut ne pas changer beaucoup. L'analyse complète de ces tests dans différents environnements permet de déterminer la plage de seuil de sécurité de la batterie dans diverses conditions de travail, ce qui constitue une base importante pour la conception du système de gestion de la batterie (BMS).

IV. Perspectives d'avenir

Les futures chambres d'essai de batterie peuvent avoir un système de contrôle plus intelligent qui peut ajuster automatiquement la température, l'humidité, la pression et d'autres paramètres selon le plan d'essai prédéfini, et peut analyser les données de test en temps réel pour fournir des recommandations d'optimisation plus précises pour les développeurs. En outre, avec l'amélioration continue des performances des batteries lithium-ion et des exigences de sécurité dans des domaines tels que les véhicules à énergie nouvelle et les centrales de stockage d'énergie, la boîte d'essai de batterie jouera un rôle plus important dans la promotion de l'innovation technologique et le développement industriel des batteries lithium-ion, et contribuera à la réalisation de plus efficace, Stockage et utilisation de l'énergie sûr et respectueux de l'environnement.