Kādi ir daži izplatīti drošības standarti litija{0}}jonu akumulatoriem?

Litija{0}}jonu akumulatori (LIB) ir sarežģītas elektroķīmiskas un mehāniskas sistēmas, uz kurām attiecas vairāki desmiti starptautisku drošības standartu. Šajā FAQ apspriedīsim galvenos LIB drošības vides aspektus, pārskatīsim litija-jonu akumulatoru vispārīgos drošības standartus un apsvērsim iespēju izmantot pielāgotu akumulatoru testēšanas laboratoriju, lai nodrošinātu testēšanas personāla drošību.

Daudzas LIB drošības problēmas ir saistītas ar ierīču jutīgumu pret spriegumu un temperatūru. Baterijas ir paredzētas darbam temperatūras diapazonā no -30 līdz 55 grādiem.

Virs 55 grādiem (līdz aptuveni 80 grādiem) akumulatoriem ir labāka ātruma spēja ātrāku elektroķīmisko reakciju un straujas jonu migrācijas dēļ elektrolītā un elektrodos. Šādos apstākļos blakusparādības kļūst smagas, izraisot strauju kapacitātes samazināšanos. Virs 80 grādiem akumulatori sāk bojāties, un jebkura temperatūra virs 130 grādiem var izraisīt akumulatora komponentu kušanu un iespējamu aizdegšanos.

Darba spriegums un temperatūra ir divi faktori, kas ietekmē litija akumulatora drošību.

Darba spriegums un temperatūra ir divi faktori, kas ietekmē litija akumulatora drošību. Šis piemērs attiecas uz NCM šūnām.

Zema temperatūra var pasliktināt akumulatora darbību un sabojāt akumulatoru, taču parasti tā nerada draudus drošībai. Tomēr pārlādēšana (pārmērīgs spriegums) var izraisīt katoda sadalīšanos un elektrolītu oksidēšanos, kas ir drošības problēma. Pārmērīga -izlāde (pārmērīgs spriegums) var izraisīt anoda cietā elektrolīta saskarnes (SEI) sadalīšanos un var izraisīt vara folijas oksidāciju, vēl vairāk sabojājot akumulatoru.

Papildus darbības un vides problēmām, kas saistītas ar spriegumu un temperatūru, litija{0}}jonu akumulatoru (LIB) drošības problēmas var izraisīt arī mehāniski bojājumi. Ņemot vērā šīs bažas, arī LIB drošības standarti ir plaši.

Pieci izplatīti litija{0}}jonu akumulatoru drošības standarti ir:

1. IEC 62133

2. UN/DOT 38.3

3. IEC 62619

4. UL 1642

5. UL 2580

IEC 62133 ir litija{1}}jonu akumulatoru un bateriju drošības pārbaudes standarts, kurā izklāstītas drošības prasības sekundāro akumulatoru un akumulatoru, kas satur sārmainus vai ne{2}}skābus elektrolītus, testēšanai. To izmanto, lai pārbaudītu LIB, ko izmanto pārnēsājamos elektroniskajos produktos un citās lietojumprogrammās. IEC 62133 pievēršas ķīmiskiem un elektriskiem apdraudējumiem, kas var apdraudēt patērētājus un vidi, kā arī mehāniskas problēmas, piemēram, vibrāciju un triecienu. UN/DOT 38.3 (pazīstami arī kā T1-T8 testi un UN ST/SG/AC.10/11/Rev{12}}) attiecas uz visu LIB, litija metāla akumulatoru un akumulatoru transportēšanas drošības pārbaudi. Testēšanas standarts ietver astoņus testus (T1 – T8), katrs koncentrējoties uz konkrētiem transporta apdraudējumiem. UN/DOT 38.3 ir pašsertifikācijas standarts, un tam nav nepieciešama neatkarīga trešās puses pārbaude; tomēr trešo pušu testēšanas laboratoriju izmantošana ir izplatīta, lai samazinātu tiesvedības risku incidenta gadījumā.

Vairāki izplatīti litija bateriju iepakojuma un drošas transportēšanas standarti (1. tabula) ir šādi:

1. UN3090 Litija metāla baterijas, transportētas kā sastāvdaļas

2. UN3480, LIB, pārvadā kā sastāvdaļas

3. UN3091 Litija metāla baterijas, ko transportē vai iepako ar aprīkojumu

4. UN3481, LIB, ko transportē vai iepako ar aprīkojumu.

Daudzi litija bateriju veidi tiek uzskatīti par bīstamiem materiāliem, un tiem transportēšanas laikā ir nepieciešama īpaša apstrāde. IEC 62619 aptver drošības standartus sekundārajiem litija-jonu akumulatoriem un akumulatoru komplektiem, norādot drošības lietojuma prasības LIB elektroniskajos un citos rūpnieciskos lietojumos. IEC 62619 standarta testēšanas prasības attiecas gan uz stacionāriem, gan darbināmiem lietojumiem.

Stacionārajās lietojumprogrammās ietilpst telekomunikācijas, nepārtrauktās barošanas avoti (UPS), enerģijas uzglabāšanas sistēmas, komunālo pakalpojumu slēdži, avārijas barošanas avoti un līdzīgas lietojumprogrammas. Motorizētās lietojumprogrammas ietver iekrāvējus, golfa ratiņus, automatizētus vadāmus transportlīdzekļus (AGV), dzelzceļa un jūras{1}}izņemot ceļu transportlīdzekļus.

UL 1642 ir UL standarts litija{1}}jonu akumulatoru drošībai, kas nosaka standarta prasības primārajiem un sekundārajiem litija{2}}jonu akumulatoriem, ko izmanto kā strāvas avotus elektroniskajos izstrādājumos.

UL 1642 attiecas uz:

1. Tehniķa-nomaināmas litija{2}}jonu baterijas, kas satur 5,0 gramus (0,18 unces) vai mazāk metāliskā litija. Baterijas, kuru litija saturs pārsniedz 5,0 gramus, tiks vērtētas pēc to atbilstības prasībām (ja piemērojamas), un tām tiks veikta papildu pārbaude un pārbaude, lai noteiktu to piemērotību paredzētajam lietojumam.

2. Lietotāja-nomaināmas litija baterijas, kur katrā elektroķīmiskajā šūnā ir ne vairāk kā 4,0 grami (0,13 unces) litija metāla un ne vairāk kā 1,0 grami (0,04 unces) litija metāla. Akumulatori, kas satur vairāk nekā 4,0 gramus vai vairāk nekā 1,0 gramu litija, ir jāpārbauda un jāpārbauda, ​​​​lai noteiktu, vai akumulators vai elements ir piemērots paredzētajam lietojumam.

UL1642 neaptver toksicitātes risku, ko rada litija bateriju norīšana, vai litija metāla iedarbības risku akumulatora bojājumu vai griešanas dēļ.

UL2580x ir UL drošības standarts elektrisko transportlīdzekļu akumulatoriem, kas sastāv no vairākiem testiem, tostarp:

Augstas-strāvas akumulatora īssavienojums: darbojas ar pilnībā uzlādētu paraugu. Īssavienojiet paraugu-, izmantojot kopējo ķēdes pretestību, kas ir mazāka par vai vienāda ar 20 mΩ. Dzirksteļaizdedze nosaka uzliesmojošas gāzes klātbūtni paraugā bez sprādziena vai aizdegšanās pazīmēm. Turklāt tvaiki neizplūst ārā caur tam paredzētām ventilācijas atverēm vai sistēmām. Nav redzamas korpusa plīsuma vai elektrolīta noplūdes pazīmju. Ja LIB turpina darboties pēc īsslēguma-pārbaudes, tam tiks veikti uzlādes un izlādes cikli saskaņā ar ražotāja specifikācijām. Īsslēguma{10}}pārbaudi var veikt apakškomponentiem, nevis visam enerģijas uzglabāšanas mezglam (EESA).

Akumulatora saspiešana: darbojas ar pilnībā uzlādētu paraugu un simulē transportlīdzekļa sadursmes ietekmi uz EESA integritāti. Līdzīgi kā īssavienojuma-pārbaudē, dzirksteļaizdedze nosaka uzliesmojošu gāzu koncentrāciju paraugā, un nekas neliecina par sprādzienu vai aizdegšanos. Neizdalās toksiskas gāzes.

Akumulatora elementu drupināšana (vertikāli): darbojas ar pilnībā uzlādētu paraugu. Spiešanas testa laikā pielietotajam spēkam jābūt līdz 1000 reižu lielākam par akumulatora svaru. Līdzīgi kā saspiešanas testā, dzirksteļaizdedze nosaka uzliesmojošu gāzu koncentrāciju paraugā, un nekas neliecina par sprādzienu vai aizdegšanos. Neizdalās toksiskas gāzes.

LIB pārbaudes kamera

Pilnīga LIB pārbaude pēc būtības ir bīstama darbība. Degazēšana, aizdegšanās vai eksplozija iespējama dziļas izlādes, īssavienojumu, augstas temperatūras un dažāda veida mehāniskas darbības dēļ.

Lai mazinātu personāla ievainojumu iespējamību, ir izstrādātas īpaši izstrādātas LIB pārbaudes un uzglabāšanas kameras. Viens piemērs ir pastaiga-90 minūšu ugunsdrošā telpā ar iekšējo un ārējo ugunsdrošību, ko var izmantot kā pārbaudes kameru vai uzglabāšanas LIB (2. attēls).

Funkcijas, kas izstrādātas, lai aizsargātu cilvēkus un vidi, ietver:

a) Spiediena samazināšanas virsma uz jumta, lai līdzsvarotu iekšējo un ārējo spiedienu avārijas gadījumā.

b) augstas{0}}veiktspējas ventilācija ātrai bīstamu vai sprādzienbīstamu gāzu izvadīšanai.

c) spēja injicēt inertu gāzi, lai palīdzētu kontrolēt bīstamas reakcijas vai ugunsgrēkus.

d) Ugunsgrēka sensori brīdināšanai par ugunsgrēku attīstību un integrētas ugunsdzēšanas sistēmas.

e) Papildu gāzes sensori degazēšanas identificēšanai un papildu sensoru un signālu releju atrašanās vieta pēc vajadzības.

Rezumējot, litija metāla saturs litija{0}}jonu akumulatoros nozīmē, ka tie rada potenciālu apdraudējumu ar akumulatoru{1}} darbināmu sistēmu lietotājiem. LIB drošības apdraudējumi ietver pārmērīgu-izlādi, īssavienojumus, augstu temperatūru un mehānisku izmantošanu. Litija{5}}jonu akumulatoriem ir vairāki desmiti starptautisku drošības standartu un dizaina prasību. Šajā rakstā ir izklāstīti pieci izplatīti litija-jonu akumulatoru drošības standarti, kā arī daži pamata apsvērumi, nosakot LIB testa kameru.