X'inhuma xi standards ta' sikurezza komuni għall-batteriji tal-litju-jone?

Il-batteriji tal-litju-jone (LIBs) huma sistemi elettrokimiċi u mekkaniċi kumplessi, is-suġġett ta 'għexieren ta' standards ta 'sikurezza internazzjonali. F'din il-FAQ, aħna ser niddiskutu l-aspetti ambjentali ewlenin tas-sigurtà tal-LIB, nirrevedu standards ta' sikurezza komuni għall-batteriji tal-litju-jone, u nikkunsidraw l-użu ta' laboratorju tal-ittestjar tal-batteriji apposta biex niżguraw is-sikurezza tal-persunal tal-ittestjar.

Ħafna kwistjonijiet ta 'sikurezza LIB joħorġu mis-sensittività tal-apparati għall-vultaġġ u t-temperatura. Il-batteriji huma speċifikati għat-tħaddim f'medda ta' temperatura ta' -30 sa 55 grad.

Aktar minn 55 grad (sa madwar 80 grad), il-batteriji juru kapaċità ta 'rata aħjar minħabba reazzjonijiet elettrokimiċi aktar mgħaġġla u migrazzjoni rapida tal-jone fl-elettrolit u l-elettrodi. Taħt dawn il-kundizzjonijiet, ir-reazzjonijiet sekondarji jsiru severi, li jwasslu għal tħassir rapidu tal-kapaċità. Aktar minn 80 grad, il-batteriji jibdew jiddeterjoraw, u kwalunkwe temperatura 'l fuq minn 130 grad tista' tikkawża li l-komponenti tal-batterija jiddewweb u potenzjalment jaqbdu.

Il-vultaġġ operattiv u t-temperatura huma żewġ fatturi li jaffettwaw is-sigurtà tal-batterija tal-litju.

Il-vultaġġ operattiv u t-temperatura huma żewġ fatturi li jaffettwaw is-sigurtà tal-batterija tal-litju. Dan l-eżempju japplika għaċ-ċelloli NCM.

Temperaturi baxxi jistgħu jikkawżaw prestazzjoni fqira tal-batterija u jistgħu jagħmlu ħsara lill-batterija, iżda ġeneralment ma joħolqux periklu għas-sigurtà. Madankollu, iċċarġjar żejjed (vultaġġ eċċessiv) jista 'jwassal għal dekompożizzjoni tal-katodu u ossidazzjoni tal-elettroliti, tħassib dwar is-sikurezza. -Ħatt żejjed (vultaġġ eċċessiv) jista 'jikkawża li l-interface tal-elettrolit solidu (SEI) fuq l-anodu jiddekomponi u jista' jwassal għal ossidazzjoni tal-fojl tar-ram, li tkompli tagħmel ħsara lill-batterija.

Minbarra kwistjonijiet operattivi u ambjentali relatati mal-vultaġġ u t-temperatura, ħsara mekkanika tista 'wkoll tikkawża problemi ta' sikurezza bil-batteriji tal-litju-jone (LIBs). Minħabba dan it-tħassib, l-istandards tas-sikurezza għal-LIBs huma wkoll estensivi.

Ħames standards ta' sikurezza komuni għall-batteriji tal-litju-jone huma:

1. IEC 62133

2. UN/DOT 38.3

3. IEC 62619

4. UL 1642

5. UL 2580

IEC 62133 huwa standard tal-ittestjar tas-sikurezza għall-batteriji tal-litju-jone u l-batteriji, li jiddeskrivi r-rekwiżiti ta 'sikurezza għall-ittestjar ta' batteriji sekondarji u batteriji li fihom elettroliti alkalini jew mhux-aċidiċi. Jintuża biex jittestja LIBs użati fi prodotti elettroniċi portabbli u applikazzjonijiet oħra. IEC 62133 jindirizza perikli kimiċi u elettriċi li jistgħu jheddu lill-konsumaturi u l-ambjent, kif ukoll kwistjonijiet mekkaniċi bħall-vibrazzjoni u xokk. UN/DOT 38.3 (magħruf ukoll bħala t-testijiet T1-T8 u UN ST/SG/AC.10/11/Rev. 5) ikopri l-ittestjar tas-sikurezza tat-trasport għal-LIBs, batteriji tal-metall tal-litju, u batteriji kollha. L-istandard tal-ittestjar jinkludi tmien testijiet (T1 – T8), kull wieħed jiffoka fuq perikli speċifiċi tat-trasport. UN/DOT 38.3 huwa standard ta' awto-ċertifikazzjoni u ma jeħtieġx ittestjar indipendenti ta'-parti terza; madankollu, l-użu ta' laboratorji ta' ttestjar ta' partijiet terzi huwa komuni biex jitnaqqsu r-riskji ta' litigazzjoni f'każ ta' inċident.

Diversi standards komuni ta' ppakkjar u trasport sigur għall-batteriji tal-litju (Tabella 1) huma kif ġej:

1. Batteriji tal-metall tal-litju UN3090, ittrasportati bħala komponenti

2. UN3480, LIBs, ittrasportati bħala komponenti

3. UN3091 Batteriji tal-metall tal-litju trasportati jew ippakkjati b'tagħmir

4. UN3481, LIBs trasportati jew ippakkjati b'tagħmir.

Ħafna tipi ta 'batteriji tal-litju huma kkunsidrati bħala materjali perikolużi u jeħtieġu tqandil speċjali waqt it-trasport. IEC 62619 ikopri standards ta 'sikurezza għal batteriji tal-jone tal-litju sekondarju-u pakketti ta' batteriji, li jispeċifika rekwiżiti ta 'applikazzjoni ta' sikurezza għal LIBs f'applikazzjonijiet elettroniċi u industrijali oħra. Ir-rekwiżiti tal-ittestjar standard tal-IEC 62619 japplikaw kemm għall-applikazzjonijiet stazzjonarji kif ukoll dawk li jaħdmu.

Applikazzjonijiet stazzjonarji jinkludu telekomunikazzjonijiet, provvisti ta 'enerġija mingħajr interruzzjoni (UPS), sistemi ta' ħażna ta 'enerġija, swiċċijiet ta' utilità, provvisti ta 'enerġija ta' emerġenza, u applikazzjonijiet simili. Applikazzjonijiet powered jinkludu forklifts, golf carts, vetturi awtomatizzati ggwidati (AGVs), ferrovjarji u marittimi-esklużi vetturi tat-triq.

UL 1642 huwa l-istandard UL għas-sigurtà tal-batteriji tal-litju-jone, li jispeċifika rekwiżiti standard għal batteriji tal-litju-jone primarji u sekondarji użati bħala sorsi ta 'enerġija fi prodotti elettroniċi.

UL 1642 tkopri:

1. Batteriji tal-jone tal-litju sostitwibbli ta' tekniku-lithium-li fihom 5.0 grammi (0.18 uqija) jew inqas ta' litju metalliku. Batteriji b'kontenut ta 'litju li jaqbeż il-5.0 grammi se jiġu ġġudikati fuq il-konformità tagħhom mar-rekwiżiti (jekk applikabbli) u soġġetti għal ttestjar u spezzjoni addizzjonali biex tiġi determinata l-adattabilità tagħhom għall-użu maħsub tagħhom.

2. Batteriji tal-litju sostitwibbli mill-utent-, b'kull ċellula elettrokimika li jkun fiha mhux aktar minn 4.0 grammi (0.13 uqija) ta 'metall tal-litju u mhux aktar minn 1.0 gramma (0.04 uqija) ta' metall tal-litju. Batteriji li jkun fihom aktar minn 4.0 grammi jew aktar minn 1.0 gramma ta 'litju jeħtieġu aktar spezzjoni u ttestjar biex jiddeterminaw jekk il-batterija jew iċ-ċellula hijiex adattata għall-użu maħsub tagħha.

UL1642 ma jkoprix ir-riskju ta 'tossiċità mill-inġestjoni ta' batteriji tal-litju jew ir-riskju ta 'espożizzjoni għal metall tal-litju minħabba ħsara jew qtugħ tal-batterija.

UL2580x huwa l-istandard tas-sigurtà UL għall-batteriji tal-vetturi elettriċi, li jikkonsisti f'diversi testijiet, inklużi:

Short circuit tal-batteriji ta' kurrent għoli-: Mexxi fuq kampjun kompletament iċċarġjat. Short-ċirkwit il-kampjun billi tuża reżistenza taċ-ċirkwit totali ta' Inqas minn jew ugwali għal 20 mΩ. Spark ignition jiskopri l-preżenza ta 'gass fjammabbli fil-kampjun, bl-ebda sinjali ta' splużjoni jew nar. Barra minn hekk, il-fwar ma jaħarbux għal barra permezz ta' ventijiet jew sistemi magħżula. M'hemm l-ebda sinjali ta' ksur tal-kisi jew tnixxija osservabbli ta 'elettroliti. Jekk il-LIB jibqa' operattiv wara test ta' ċirkwit qasir-, jgħaddi minn ċikli ta' ċarġ u skariku skont l-ispeċifikazzjonijiet tal-manifattur. L-ittestjar ta' short-circuit jista' jsir fuq sub-komponenti, mhux l-Energy Storage Assembly (EESA) kollu.

Tgħaffiġ tal-Batterija: Ikun jaħdem fuq kampjun kompletament iċċarġjat u jissimula l-impatt ta 'ħabta ta' vettura fuq l-integrità tal-EESA. Simili għat-test ta' short-circuit, spark ignition jiskopri l-preżenza ta' konċentrazzjonijiet ta' gass fjammabbli fil-kampjun, u m'hemm l-ebda indikazzjoni ta' splużjoni jew nar. L-ebda gassijiet tossiċi ma huma rilaxxati.

Tgħaffiġ taċ-Ċelloli tal-Batterija (Vertikali): Jiġi fuq kampjun iċċarġjat kompletament. Il-forza applikata waqt it-test tat-tgħaffiġ għandha tkun limitata għal 1000 darba l-piż tal-batterija. Simili għat-test tat-tgħaffiġ, spark ignition jiskopri l-preżenza ta 'konċentrazzjonijiet ta' gass fjammabbli fil-kampjun, u m'hemm l-ebda indikazzjoni ta 'splużjoni jew nar. L-ebda gassijiet tossiċi ma huma rilaxxati.

Kamra tat-Test LIB

L-ittestjar sħiħ tal-LIB huwa intrinsikament attività perikoluża. Degassing, nar, jew splużjoni huwa possibbli minħabba skarigu fil-fond, short circuits, temperaturi għoljin, u diversi tipi ta 'abbuż mekkaniku.

Ġew żviluppati kmamar tat-test u tal-ħażna tal-LIB ddisinjati apposta biex itaffu l-potenzjal għal korriment lill-persunal. Eżempju wieħed huwa mixja-f'kamra li tiflaħ għan-nar ta' 90 minuta bi protezzjoni tan-nar interna u esterna, li tista' tintuża bħala kamra tat-test jew LIB tal-ħażna (Figura 2).

Il-karatteristiċi maħsuba biex jipproteġu n-nies u l-ambjent jinkludu:

a) Wiċċ li jneħħi l-pressjoni fuq is-saqaf biex jibbilanċja l-pressjoni interna u esterna fil-każ ta 'inċident.

b) Ventilazzjoni ta'-prestazzjoni għolja għal estrazzjoni rapida ta' gassijiet perikolużi jew splussivi.

c) Il-ħila li tinjetta gass inert biex tgħin fil-kontroll ta' reazzjonijiet jew nirien perikolużi.

d) Sensuri tan-nar għal twissija ta' nirien li qed jiżviluppaw u sistemi integrati għat-trażżin tan-nar.

e) Sensers addizzjonali tal-gass għall-identifikazzjoni tat-tneħħija tal-gass u l-post ta' sensuri addizzjonali u relays tas-sinjali kif meħtieġ.

Fil-qosor, il-kontenut tal-metall tal-litju f'batteriji tal-litju-jone jfisser li huma ta' periklu potenzjali għall-utenti ta' sistemi li jaħdmu bil-batteriji-. Il-perikli għas-sigurtà tal-LIB jinkludu skarigu żejjed, ċirkwiti qosra, temperaturi għoljin, u abbuż mekkaniku. Hemm għexieren ta 'standards ta' sikurezza internazzjonali u rekwiżiti tad-disinn għall-batteriji tal-litju-jone. Dan l-artikolu jintroduċi ħames standards ta' sikurezza komuni għall-batteriji tal-litju-jone, kif ukoll xi kunsiderazzjonijiet bażiċi meta tinnomina kamra tat-test LIB.