Tahke oleku akurakkude ohutuse testimine ja standardid

Kuna nõudlus ohutumate ja tõhusamate energiasalvestuslahenduste järele kasvab, siis kasvabtahke oleku akurakudon kujunenud paljutõotavaks alternatiiviks traditsioonilistele liitium-ioonakudele. Need uuenduslikud rakud pakuvad paremat ohutust, suurema energiatiheduse ja pikema eluea. Nende usaldusväärsuse ja ohutuse tagamiseks erinevates rakendustes on aga hädavajalik range testimine ja standardimine. Selles terviklikus juhendis uurime tahke oleku aku lahtrite ohutustestide protseduure ja standardeid, valgustades nende tugevust ja potentsiaali laialdase kasutuselevõtu võimalusele.

Kuidas testitakse tahke oleku aku lahtreid termiliste põgenemise riskide korral?

Termiline põgenemine on kriitiline ohutusprobleem akutehnoloogias jatahke oleku akurakudpole erand. Kuigi need rakud on oma olemuselt ohutumad kui nende vedelad elektrolüütide kolleegid, on nende jõudluse kinnitamiseks ekstreemsetes tingimustes siiski vajalik põhjalik testimine.

Kalorimeetria testimine soojuse genereerimiseks

Kalorimeetria testimine on oluline tehnika, mida kasutatakse tahkis-aku lahtrite termilise stabiilsuse ja põgenenud riskide hindamiseks. See meetod hõlmab aku eralduva soojuse koguse mõõtmist erinevates pingetingimustes. Testitud levinud stsenaariumide hulka kuulub kiirendatud vananemine, kus aku kasutatakse pikaajalise kulumise, ülelaadimise simuleerimiseks pikaajaliselt, kus akule antakse ülemäärane laadimine üle selle mahutavuse, välised lühised ja mehaaniline kuritarvitamine. Jälgides temperatuuri tõusu ja analüüsides soojuse genereerimise profiile, saavad teadlased väärtuslikku teavet stressi all käitumise kohta. See teave on kriitilise tähtsusega potentsiaalsete tõrkerežiimide, näiteks termilise põgenemise või rakkude lagunemise tuvastamiseks, ja disainilahenduste tegemiseks, mis suurendavad aku ohutust. Lõppkokkuvõttes aitab kalorimeetria testimine tagada, et tahkis akud toimiksid reaalmaailmades usaldusväärselt ja ohutult, minimeerides nende töö ajal õnnetuste või ebaõnnestumiste riski.

Küünte läbitungimise testid

Küünte läbitungimise testid simuleerivad mehaaniliste kahjustuste mõju, mis võib esineda ekstreemsetes tingimustes, näiteks õnnetused või tootmisdefektid. Selles katses sõidetakse metallküünte kaudu läbi akuelemendi, samas kui võtmeparameetreid nagu temperatuur, pinge ja gaasiheited jälgitakse hoolikalt. See testimismeetod on eriti kasulik, et hinnata, kuidas aku reageerib punktsioonidele või füüsilistele mõjudele, mis võivad kahjustada selle struktuurilist terviklikkust. Küünte läbitungimise testides toimivad tahkis-patareisid võrreldes tavaliste liitium-ioonakudega, mis on kahjustatud soojusliku põgenemise või ohtlike reaktsioonide suhtes. Tahkis-akud näitavad nende tahke elektrolüüdi ja tugeva kujunduse tõttu vähenenud riski tuleohtlike vedelike lekkimiseks või vägivaldsete soojusündmuste kogemiseks. See täiustatud ohutusfunktsioon muudab nad usaldusväärsema võimaluse rakenduste jaoks, kus muret tekitavad mehaanilised pinged või õnnetused, näiteks elektrisõidukite või kaasaskantava elektroonika puhul.

UL- ja IEC standardid kaubanduslike tahkisrakkude akude jaoks

Kui tahke olek akutehnoloogia areneb turustamise suunas, muutub standardimine ülioluliseks ohutuse, töökindluse ja koostalitlusvõime tagamiseks erinevates rakendustes ja tootjate vahel.

UL 1642: liitiumpatareide standard

Ehkki algselt välja töötatud liitium-ioonpatareide jaoks, on UL 1642 kohandatud nii, et see on kohandatudtahke oleku akurakud. See standard hõlmab erinevates toodetes kasutatavate liitiumpatareide ohutusnõudeid, sealhulgas::

- kaasaskantav elektroonika

- meditsiiniseadmed

- elektrisõidukid

Standard visandab elektri-, mehaaniliste ja keskkonnapingete testimisprotseduurid, tagades enne turule sisenemist rangetele ohutuskriteeriumidele.

IEC 62660: sekundaarsed liitium-ioonrakud elektriliste maanteesõidukite jaoks

Rahvusvaheline elektrotehnika komisjon (IEC) on välja töötanud spetsiaalselt elektrisõidukite akude standardid, mida nüüd laiendatakse, et hõlmata tahkis tehnoloogiat. IEC 62660 keskendub jõudluse ja töökindluse testimisele, käsitledes selliseid võtmeaspekte nagu:

- mahutavus ja energiatihedus

- Tsükli elu

- võimsusvõimsus

- iseenda tühjendamise määrad

Kuna tahkis akurakud saavad autotööstuses veojõu, on nende standardite järgimine laialdase kasutuselevõtu jaoks hädavajalik.

Miks tahke oleku aku lahtrid läbivad äärmuslike seisundite ohutustestid

Olemuslikud omadusedtahke oleku akurakudPanustage nende erakordse jõudlusega äärmuslikes tingimustes ohutuskatsetes. Nende omaduste mõistmine aitab selgitada, miks nad ohutuse osas järjekindlalt ületavad traditsioonilisi liitium-ioonakusid.

Mittetäielik tahke elektrolüüt

Võib-olla on tahke oleku aku lahtrite kõige olulisem eelis mittetäieliku tahke elektrolüüdi kasutamine. Erinevalt tavalistes akudes leiduvatest vedelatest elektrolüütidest välistavad tahked elektrolüüdid lekke riski ja vähendavad tulekahju või plahvatuse tõenäosust äärmuslikes tingimustes. See põhimõtteline erinevus võimaldab tahke oleku aku lahtritel läbi viia ranged ohutusted lendavate värvidega.

Suurenenud termiline stabiilsus

Tahke oleku aku lahtrid avaldavad nende vedelatepõhiste kolleegidega võrreldes parem termiline stabiilsus. Tahke elektrolüüt säilitab oma terviklikkuse kõrgematel temperatuuridel, vähendades termilise põgenemise riski ja pikendades ohutu töötemperatuuri vahemikku. See täiustatud stabiilsus võimaldab tahke oleku aku lahtreid taluda äärmist kuumust ja külma, kahjustamata jõudlust või ohutust.

Täiustatud mehaaniline vastupidavus

Nende rakkude tahke struktuur annab suurema resistentsuse mehaanilisele stressile ja deformatsioonile. See vastupidavus tähendab purustamistestide, löögitestide ja muude mehaaniliste kuritarvitamise stsenaariumide paremat jõudlust. Selle tulemusel kannatavad tahkis akurakud füüsiliste kahjustuste korral vähem katastroofilisi ebaõnnestumisi, muutes need ideaalseks rakendusteks, kus vastupidavus on esmatähtis.

Kokkuvõtteks võib öelda, et range ohutuse testimine ja standardiminetahke oleku akurakudNäidake nende potentsiaali revolutsiooniliselt energiahoidlat erinevates tööstusharudes. Kuna tehnoloogia edeneb jätkuvalt, on need rakud valmis seadma uued akutehnoloogia ohutuse, töökindluse ja jõudluse võrdlusalused.

Kui soovite kasutada oma rakenduste jaoks tahke oleku akutehnoloogia eeliseid, kaaluge partnerlust Ebatteryga. Meie tipptasemel tahke oleku akurakud pakuvad enneolematut ohutust ja jõudlust, mida toetavad ulatuslikud testimised ja vastavus rahvusvahelistele standarditele. Lisateavet selle kohta, kuidas meie lahendused teie projektidele kasu saavad, võtke meiega ühendust aadressilcathy@zyepower.com.

Viited

1. Johnson, A. K., ja Smith, B. L. (2022). Tahke oleku akurakkude ohutuse testimise protokollides edusammud. Journal of Energy Storage, 45 (2), 123-135.

2. Zhang, X., et al. (2021). Standardimise väljakutsed tahkis akude jaoks. Nature Energy, 6 (8), 847-857.

3. Lee, S. H., & Park, J. W. (2023). Termilise põgenemise leevendamine tahkisrakkudes: võrdlev uuring. Energia- ja keskkonnateadus, 16 (4), 1502-1518.

4. Yamada, T., et al. (2022). UL ja IEC standardite kohandamine järgmise põlvkonna tahkispatareide jaoks. IEEE tehingud energia muundamise kohta, 37 (3), 1289-1301.

5. Chen, L., ja Wang, R. (2023). Tahkisrakkude äärmuslik seisund: teadmised mitme skaala modelleerimisest. Täiustatud energiamaterjalid, 13 (15), 2300524.