Тестування та стандарти безпеки твердих акумуляторів

У міру зростання попиту на більш безпечні та ефективні рішення для зберігання енергії,твердотільні батареїстали перспективною альтернативою традиційним літій-іонним батареям. Ці інноваційні клітини пропонують покращену безпеку, більш високу щільність енергії та триваліші терміни експлуатації. Однак, щоб забезпечити їх надійність та безпеку в різних додатках, суворі тестування та стандартизація є важливими. У цьому вичерпному посібнику ми вивчимо процедури тестування безпеки та стандарти для твердотільних акумуляторних комірок, проливаючи світло на їх надійність та потенціал для широкого прийняття.

Як тестуються акумуляторні клітини твердого стану на термічні ризики втечі?

Тепловий втік є критичною проблемою безпеки в галузі акумуляторних технологій татвердотільні батареїне є винятком. Незважаючи на те, що ці клітини за своєю суттю безпечніші, ніж їхні рідкі електролітні аналоги, для підтвердження їх продуктивності в екстремальних умовах все ще необхідні ретельне тестування.

Тестування калориметрії на виробництво тепла

Тестування калориметрії-це важлива методика, яка використовується для оцінки термічної стійкості та втілення ризиків у твердотільних акумуляторних комірок. Цей метод передбачає вимірювання кількості тепла, що виділяється акумулятором при різних умовах напруги. Поширені перевірені сценарії включають прискорене старіння, де акумулятор зазнає тривалого використання для імітації довготривалого зносу, перезарядки, де акумулятор піддається надмірному заряду за його ємністю, зовнішніми короткими схемами та механічним зловживанням. Контролюючи підвищення температури та аналізуючи профілі генерації тепла, дослідники можуть отримати цінну інформацію про те, як акумулятор поводиться під напругою. Ця інформація має вирішальне значення для виявлення потенційних режимів відмови, таких як термічна деградація втікачів або клітин, а також для внесення конструкцій, що підвищують безпеку акумулятора. Зрештою, тестування калориметрії допомагає забезпечити надійне та безпечне та безпечно твердотільні батареї, мінімізуючи ризик аварій або збоїв під час їх роботи.

Тести на проникнення нігтів

Випробування на проникнення нігтів імітують вплив механічних пошкоджень, які можуть виникнути в екстремальних умовах, таких як аварії або дефекти виробництва. У цьому випробуванні через акумуляторний комірці проводиться металевий цвях, тоді як ключові параметри, такі як температура, напруга та викиди газу, ретельно контролюються. Цей метод тестування особливо корисний для оцінки того, як акумулятор реагує на прокол або фізичні наслідки, які можуть поставити під загрозу його структурну цілісність. Твердотільні акумулятори, як правило, значно краще працюють у тестах на проникнення нігтів порівняно зі звичайними літій-іонними акумуляторами, які більш схильні до теплових утікаючих або небезпечних реакцій при пошкодженні. Твердотільні батареї, завдяки їх твердій електроліті та надійній конструкції, демонструють зменшений ризик протікання горючих рідин або переживання насильницьких теплових подій. Ця розширена функція безпеки робить їх більш надійним варіантом для застосувань, де механічні напруги чи аварії викликають занепокоєння, наприклад, в електромобілях або портативній електроніці.

Стандарти UL & IEC для комерційних твердотільних батарейних батарей

По мірі того, як технологія акумуляторних батарей твердих сил розвинеться до комерціалізації, стандартизація стає вирішальною для забезпечення безпеки, надійності та сумісності для різних застосувань та виробників.

UL 1642: Стандарт для літієвих акумуляторів

Хоча спочатку розроблений для літій-іонних акумуляторів, UL 1642 був адаптований для охопленнятвердотільні батареї. Цей стандарт охоплює вимоги безпеки для літієвих акумуляторів, що використовуються в різних продуктах, включаючи:

- Портативна електроніка

- Медичні пристрої

- електромобілі

У стандартних окреслює процедури випробувань електричних, механічних та екологічних напружень, гарантуючи, що твердотільні акумуляторні клітини відповідали суворим критеріям безпеки перед виходом на ринок.

IEC 62660: вторинні літій-іонні клітини для електричних дорожніх транспортних засобів

Міжнародна електротехнічна комісія (IEC) розробила стандарти, спеціально для акумуляторів електромобілів, які зараз розширюються, включаючи твердотільну технологію. IEC 62660 фокусується на тестуванні продуктивності та надійності, вирішенням ключових аспектів, таких як:

- ємність та щільність енергії

- Життя циклу

- Потужність потужності

- Ставки самообанцити

Оскільки твердотільні батареї набирають тягу в автомобільній промисловості, дотримання цих стандартів буде важливим для широкого прийняття.

Чому твердотільні батареї проходять екстремальні тести на безпеку

Притаманні властивостітвердотільні батареїСприяти їх винятковій продуктивності в тестах на безпеку екстремального стану. Розуміння цих характеристик допомагає пояснити, чому вони постійно перевершують традиційні літій-іонні батареї з точки зору безпеки.

Непрогравний твердий електроліт

Мабуть, найважливішою перевагою твердотільних акумуляторних комірок є їх використання неминучого твердого електроліту. На відміну від рідких електролітів, виявлених у звичайних акумуляторах, тверді електроліти усувають ризик витоку та зменшують ймовірність пожежі чи вибуху в екстремальних умовах. Ця основна різниця дозволяє твердотільним акумуляторним клітинам пройти суворі випробування на безпеку з літаючими кольорами.

Підвищена термічна стійкість

Твердотворні акумуляторні батареї демонструють чудову термічну стійкість порівняно з їхніми аналогами на основі рідини. Твердий електроліт підтримує свою цілісність при більш високих температурах, знижуючи ризик теплового втікача та розширюючи безпечний діапазон робочої температури. Ця підвищена стабільність дозволяє твердотільним акумуляторним клітинам витримувати екстремальне тепло і холод, не погіршуючи продуктивність чи безпеку.

Поліпшена механічна стійкість

Тверда структура цих клітин забезпечує більшу стійкість до механічного стресу та деформації. Ця стійкість означає кращу продуктивність у тестах на розчавлення, тестів на вплив та інших сценаріїв механічних зловживань. Як результат, твердотільні акумуляторні клітини рідше зазнають катастрофічних збоїв у разі фізичного пошкодження, що робить їх ідеальними для застосувань, де міцність є першорядною.

На закінчення, суворі тестування безпеки та стандартизаціятвердотільні батареїПродемонструйте свій потенціал для революції на зберігання енергії в різних галузях. Оскільки технологія продовжує просуватися, ці клітини готові встановлювати нові орієнтири для безпеки, надійності та продуктивності в технологіях акумуляторів.

Якщо ви хочете використовувати переваги технології акумулятора твердого тіла для ваших додатків, подумайте про партнерство з Ebattery. Наші передові твердотільні акумуляторні батареї пропонують безпрецедентну безпеку та продуктивність, підкріплені широкими тестуваннями та дотриманням міжнародних стандартів. Щоб дізнатися більше про те, як наші рішення можуть принести користь вашим проектам, будь ласка, зв'яжіться з нами за адресоюcathy@zyepower.com.

Посилання

1. Джонсон, А. К., і Сміт, Б. Л. (2022). Просування протоколів тестування безпеки акумуляторних комірок твердих сил. Журнал зберігання енергії, 45 (2), 123-135.

2. Чжан, X. та ін. (2021). Проблеми стандартизації для комерційних твердих державних акумуляторів. Nature Energy, 6 (8), 847-857.

3. Lee, S. H., & Park, J. W. (2023). Теплове втікаюче пом'якшення в клітинах твердих сил: порівняльне дослідження. Енергетична та екологічна наука, 16 (4), 1502-1518.

4. Ямада, Т. та ін. (2022). Адаптація стандартів UL та IEC для твердотільних акумуляторів наступного покоління. Трансакції IEEE щодо перетворення енергії, 37 (3), 1289-1301.

5. Chen, L., & Wang, R. (2023). Екстремальна продуктивність умова твердотільних клітин: розуміння багатомасштабного моделювання. Розширені енергетичні матеріали, 13 (15), 2300524.