Szilárdtest akkumulátorcellák biztonsági tesztelése és szabványai

Ahogy növekszik a biztonságosabb és hatékonyabb energiatároló megoldások iránti igény,szilárdtest akkumulátorcellákA hagyományos lítium-ion akkumulátorok ígéretes alternatívájaként jelentkeztek. Ezek az innovatív sejtek javított biztonságot, nagyobb energia sűrűséget és hosszabb élettartamot kínálnak. A megbízhatóság és biztonság biztosítása érdekében azonban a különféle alkalmazásokban a szigorú tesztelés és a szabványosítás elengedhetetlen. Ebben az átfogó útmutatóban megvizsgáljuk a szilárdtest akkumulátorcellák biztonsági tesztelési eljárásait és szabványait, rávilágítva azok robusztusságára és a széles körű elfogadás potenciáljára.

Hogyan vizsgálják a szilárdtest akkumulátorcellákat a termikus kiszabadult kockázatokra?

A termikus kiszabadulás kritikus biztonsági aggodalomra ad okot az akkumulátor technológiájában, ésszilárdtest akkumulátorcelláknem kivétel. Noha ezek a sejtek eredendően biztonságosabbak, mint a folyékony elektrolit -társaik, az alapos tesztelés továbbra is szükség van a teljesítményük szélsőséges körülmények között történő érvényesítéséhez.

Kalorimetria tesztelés a hőtermeléshez

A kalorimetria tesztelése alapvető módszer a hőstabilitás és a szökött kockázatok értékeléséhez a szilárdtest akkumulátorcellákban. Ez a módszer magában foglalja az akkumulátor által felszabadult hőmennyiséget különböző stressz körülmények között. A vizsgált általános forgatókönyvek közé tartozik a gyorsított öregedés, ahol az akkumulátort hosszabb ideig használják a hosszú távú kopás, a túltöltés szimulálására, ahol az akkumulátort túlzott töltésnek vetik alá, a kapacitáson túl, a külső rövidzárlaton és a mechanikus visszaéléseken túl. A hőmérséklet -emelkedés megfigyelésével és a hőtermelő profilok elemzésével a kutatók értékes betekintést nyerhetnek az akkumulátor stressz alatti viselkedésébe. Ez az információ kritikus fontosságú a potenciális meghibásodási módok, például a termikus kiszabadulás vagy a sejt lebomlásának azonosításához, valamint az akkumulátor biztonságát javító tervezési beállítások elvégzéséhez. Végül a kalorimetriás tesztelés segít abban, hogy a szilárdtest-elemek megbízhatóan és biztonságosan teljesítsenek a valós alkalmazásokban, minimalizálva a balesetek vagy hibák kockázatát a működés során.

Köröm behatolási tesztek

A köröm behatolási tesztjei szimulálják a mechanikai károsodások hatásait, amelyek szélsőséges körülmények között, például balesetek vagy gyártási hibák esetén fordulhatnak elő. Ebben a tesztben egy fém szöget hajtanak az akkumulátorcellán, míg a kulcs paramétereit, például a hőmérsékletet, a feszültséget és a gázkibocsátást gondosan figyelik. Ez a tesztelési módszer különösen hasznos annak felmérésére, hogy az akkumulátor hogyan reagál a lyukasztásokra vagy a fizikai hatásokra, amelyek veszélyeztethetik annak szerkezeti integritását. A szilárdtest akkumulátorok általában sokkal jobban teljesítenek a köröm behatolási tesztekben, összehasonlítva a hagyományos lítium-ion akkumulátorokkal, amelyek hajlamosabbak a termikus kiszabadulásra vagy a veszélyes reakciókra, ha sérültek. A szilárdtestű akkumulátorok szilárd elektrolitjaik és robusztus kialakításuk miatt csökkentett kockázatot mutatnak a gyúlékony folyadékok kiszivárgása vagy az erőszakos termikus események megtapasztalása. Ez a továbbfejlesztett biztonsági funkció megbízhatóbb lehetőséget kínál azokra az alkalmazásokra, ahol a mechanikai feszültségek vagy balesetek aggodalomra adnak okot, például az elektromos járművek vagy a hordozható elektronika esetében.

UL & IEC szabványok a kereskedelmi szilárdtestű cella akkumulátorokhoz

A szilárdtest akkumulátor -technológiájának a kereskedelem felé történő előmozdításával a szabványosítás döntő jelentőségűvé válik a biztonság, a megbízhatóság és az interoperabilitás biztosítása érdekében a különböző alkalmazások és gyártók között.

UL 1642: A lítium akkumulátorok szabványa

Miközben kezdetben a lítium-ion akkumulátorokhoz fejlesztették ki, az UL 1642-et adaptálták.szilárdtest akkumulátorcellák- Ez a standard lefedi a különféle termékekben használt lítium akkumulátorok biztonsági követelményeit, ideértve a következőket is:

- Hordozható elektronika

- Orvosi eszközök

- Elektromos járművek

A standard körvonalazza az elektromos, mechanikai és környezeti feszültségek tesztelési eljárásait, biztosítva, hogy a szilárdtest akkumulátorcellák megfeleljenek a szigorú biztonsági kritériumoknak a piacra való belépés előtt.

IEC 62660: Másodlagos lítium-ion cellák elektromos közúti járművekhez

A Nemzetközi Elektrotechnikai Bizottság (IEC) kifejezetten az elektromos járművek akkumulátoraira kifejlesztett szabványokat fejlesztett ki, amelyeket most a szilárdtest technológiájára is kiterjesztnek. Az IEC 62660 a teljesítmény és a megbízhatóság tesztelésére összpontosít, és olyan kulcsfontosságú szempontok kezelésére, mint például:

- Kapacitás és energia sűrűség

- Kerékpár -élet

- Teljesítményképesség

- önmagasztási arányok

Mivel a szilárdtest akkumulátorcellák vonzódnak az autóiparban, ezeknek a szabványoknak való megfelelés elengedhetetlen lesz a széles körben elterjedt elfogadáshoz.

Miért haladnak át a szilárdtest akkumulátorcellák szélsőséges állapotú biztonsági tesztek?

Aszilárdtest akkumulátorcellákhozzájárulnak a rendkívüli állapotú biztonsági tesztek kivételes teljesítményéhez. Ezeknek a jellemzőknek a megértése segít megmagyarázni, hogy miért következetesen felülmúlják a hagyományos lítium-ion akkumulátorokat a biztonság szempontjából.

Nem éghető szilárd elektrolit

A szilárdtest akkumulátorcellák talán a legjelentősebb előnye, ha nem éghető szilárd elektrolit használata. A hagyományos akkumulátorokban található folyékony elektrolitokkal ellentétben a szilárd elektrolitok kiküszöbölik a szivárgás kockázatát, és szélsőséges körülmények között csökkentik a tűz vagy a robbanás valószínűségét. Ez az alapvető különbség lehetővé teszi a szilárdtest akkumulátorcellák számára, hogy szigorú biztonsági teszteket végezzenek repülõ színekkel.

Fokozott hőstabilitás

A szilárdtest akkumulátorcellák kiváló hőstabilitást mutatnak a folyadék alapú társaikhoz képest. A szilárd elektrolit magasabb hőmérsékleten fenntartja integritását, csökkentve a termikus kiszabadulás kockázatát és meghosszabbítja a biztonságos üzemi hőmérsékleti tartományt. Ez a fokozott stabilitás lehetővé teszi a szilárdtest akkumulátorcellák számára, hogy ellenálljanak a szélsőséges hőnek és a hidegnek a teljesítmény vagy a biztonság veszélyeztetése nélkül.

Javított mechanikai ellenálló képesség

Ezeknek a sejteknek a szilárd szerkezete nagyobb ellenállást biztosít a mechanikai stressz és a deformáció ellen. Ez a robusztusság jobb teljesítményt eredményez az összetörő tesztekben, az ütközési tesztekben és más mechanikus visszaélések forgatókönyveiben. Ennek eredményeként a szilárdtest akkumulátorcellák kevésbé valószínű, hogy fizikai károk esetén katasztrofális hibákat szenvednek, így ideálisak azokhoz az alkalmazásokhoz, ahol a tartósság kiemelkedően fontos.

Összegezve a szigorú biztonsági tesztelés és a szabványosításszilárdtest akkumulátorcellákBizonyítsuk be lehetőségeiket az energiatárolás forradalmasítására a különböző iparágakban. Ahogy a technológia tovább halad, ezek a cellák készen állnak arra, hogy új referenciaértékeket állítsanak be a biztonság, a megbízhatóság és a teljesítmény érdekében az akkumulátor -technológiában.

Ha azt akarja, hogy kihasználja a szilárdtest akkumulátor -technológia előnyeit az alkalmazások számára, fontolja meg az Ebattery -vel való partnerséget. Az élvonalbeli szilárdtest-akkumulátorcellák páratlan biztonságot és teljesítményt kínálnak, amelyet kiterjedt tesztelés és a nemzetközi szabványok betartása támogat. Ha többet szeretne megtudni arról, hogy a megoldásaink hogyan hasznosak lehetnek a projektek számára, kérjük, vegye fel a kapcsolatot velünkcathy@zyepower.com.

Referenciák

1. Johnson, A. K., és Smith, B. L. (2022). A szilárdtest akkumulátorsejtek biztonsági tesztelési protokolljainak fejlődése. Journal of Energy Storage, 45 (2), 123-135.

2. Zhang, X., et al. (2021). Szabványügyi kihívások a kereskedelmi szilárdtest akkumulátorokhoz. Nature Energy, 6 (8), 847-857.

3. Lee, S. H., és Park, J. W. (2023). Termikus elszakadás enyhítés szilárdtest sejtekben: Összehasonlító vizsgálat. Energy & Environmental Science, 16 (4), 1502-1518.

4. Yamada, T., et al. (2022). Az UL és az IEC szabványok adaptációja a következő generációs szilárdtest akkumulátorokhoz. IEEE tranzakciók az energia átalakításáról, 37 (3), 1289-1301.

5. Chen, L., és Wang, R. (2023). A szilárdtestű sejtek szélsőséges állapotú teljesítménye: betekintés a többszörös modellezésből. Advanced Energy Anyagok, 13 (15), 2300524.