Testy bezpieczeństwa i standardy ogniw akumulatorów stałych

Wraz ze wzrostem zapotrzebowania na bezpieczniejsze i bardziej wydajne rozwiązania magazynowania energii,Komórki baterii w stanie stałymstały się obiecującą alternatywą dla tradycyjnych baterii litowo-jonowych. Te innowacyjne komórki oferują lepsze bezpieczeństwo, wyższą gęstość energii i dłuższą żywotność. Jednak, aby zapewnić ich niezawodność i bezpieczeństwo w różnych zastosowaniach, niezbędne są rygorystyczne testy i standaryzacja. W tym kompleksowym przewodniku zbadamy procedury testowania bezpieczeństwa i standardy ogniw akumulatorowych w stanie stałym, rzucając światło na ich odporność i potencjał powszechnego przyjęcia.

Jak testowane są ogniwa akumulatorowe w stanie stałym pod kątem niekontrolowanych ryzyka?

Uciekanie termiczne to krytyczny problem bezpieczeństwa w technologii akumulatorów iKomórki baterii w stanie stałymnie są wyjątkiem. Podczas gdy komórki te są z natury bezpieczniejsze niż ich odpowiedniki z ciekłego elektrolitu, nadal konieczne są dokładne testowanie do potwierdzenia ich wydajności w ekstremalnych warunkach.

Testy kalorymetrii do wytwarzania ciepła

Testowanie kalorymetrii jest niezbędną techniką stosowaną do oceny stabilności termicznej i niekontrolowanego ryzyka w ogniwach baterii w stanie stałym. Ta metoda obejmuje pomiar ilości ciepła uwalnianego przez akumulator w różnych warunkach naprężeń. Wspólne testowane scenariusze obejmują przyspieszone starzenie się, w którym akumulator przechodzi przedłużone użycie do symulacji długoterminowego zużycia, nadmiernego ładowania, gdzie bateria jest poddawana nadmiernej ładunku poza jego pojemność, zwarcia zewnętrzne i nadużycie mechaniczne. Monitorując wzrost temperatury i analizując profile wytwarzania ciepła, naukowcy mogą uzyskać cenne wgląd w sposób, w jaki bateria zachowuje się pod napięciem. Informacje te mają kluczowe znaczenie dla identyfikacji potencjalnych trybów awarii, takich jak degradacja termiczna lub degradacja komórek, oraz wprowadzenie regulacji projektowania, które poprawią bezpieczeństwo baterii. Ostatecznie testy kalorymetrii pomagają zapewnić, że akumulatory solidne działają niezawodnie i bezpiecznie w rzeczywistych zastosowaniach, minimalizując ryzyko wypadków lub awarii podczas ich działania.

Testy penetracji paznokci

Testy penetracji paznokci symulują skutki uszkodzeń mechanicznych, które mogą wystąpić w ekstremalnych warunkach, takich jak wypadki lub wady produkcyjne. W tym teście metalowy paznokieć jest napędzany przez ogniwo akumulatora, podczas gdy kluczowe parametry, takie jak temperatura, napięcie i emisje gazowe, są starannie monitorowane. Ta metoda testowania jest szczególnie przydatna do oceny, w jaki sposób bateria reaguje na nakłucia lub oddziaływania fizyczne, które mogą zagrozić jej integralności strukturalnej. Akumulatory solidne na ogół działają znacznie lepiej w testach penetracji paznokci w porównaniu z konwencjonalnymi akumulatorami litowo-jonowymi, które są bardziej podatne na wypadki termiczne lub niebezpieczne reakcje po uszkodzeniu. Akumulatory w stanie stałym, ze względu na ich stały elektrolit i solidny design, wykazują zmniejszone ryzyko wycieku łatwopalnych cieczy lub doświadczania gwałtownych zdarzeń termicznych. Ta ulepszona funkcja bezpieczeństwa czyni je bardziej niezawodną opcją dla zastosowań, w których naprężenia mechaniczne lub wypadki są problemem, na przykład w pojazdach elektrycznych lub przenośnej elektronice.

Standardy UL&EC dla komercyjnych akumulatorów komórek stałych

W miarę postępu technologii akumulatorów stałego w kierunku komercjalizacji standaryzacja staje się kluczowa dla zapewnienia bezpieczeństwa, niezawodności i interoperacyjności w różnych zastosowaniach i producentach.

UL 1642: Standard dla baterii litowych

Chociaż początkowo opracowywane do akumulatorów litowo-jonowych, UL 1642 został dostosowany do objęciaKomórki baterii w stanie stałym. Ten standard obejmuje wymagania bezpieczeństwa dla akumulatorów litowych stosowanych w różnych produktach, w tym:

- Przenośna elektronika

- Urządzenia medyczne

- Pojazdy elektryczne

Standardowe nakreśla procedury testowania naprężeń elektrycznych, mechanicznych i środowiskowych, zapewniając, że ogniwa baterii stałego spełniają rygorystyczne kryteria bezpieczeństwa przed wejściem na rynek.

IEC 62660: Wtórne komórki litowo-jonowe dla elektrycznych pojazdów drogowych

Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna (IEC) opracowała standardy specjalnie dla akumulatorów pojazdów elektrycznych, które są obecnie rozszerzone o technologię stałego stanu. IEC 62660 koncentruje się na testach wydajności i niezawodności, zajmując się kluczowymi aspektami, takimi jak:

- Pojemność i gęstość energii

- Życie rowerowe

- Możliwość mocy

- Wskaźniki samozadowolenia

Ponieważ ogniwa baterii stałego zyskują przyczepność w branży motoryzacyjnej, zgodność z tymi standardami będzie niezbędna do powszechnego przyjęcia.

Dlaczego ogniwa baterii w stanie stałych przechodzą ekstremalne testy bezpieczeństwa stanu

Nieodłączne właściwościKomórki baterii w stanie stałymPrzyczyniają się do ich wyjątkowej wydajności w ekstremalnych testach bezpieczeństwa stanu. Zrozumienie tych cech pomaga wyjaśnić, dlaczego konsekwentnie przewyższają tradycyjne akumulatory litowo-jonowe pod względem bezpieczeństwa.

Niepłasny stały elektrolit

Być może najważniejszą zaletą ogniw akumulatorowych w stanie stałych jest ich zastosowanie nie płonnego stałego elektrolitu. W przeciwieństwie do ciekłych elektrolitów występujących w konwencjonalnych akumulatorach, stałe elektrolity eliminują ryzyko wycieku i zmniejszają prawdopodobieństwo pożaru lub wybuchu w ekstremalnych warunkach. Ta fundamentalna różnica pozwala ogniwom baterii w stanie stałym przejść rygorystyczne testy bezpieczeństwa za pomocą latających kolorów.

Zwiększona stabilność termiczna

Komórki akumulatorów w stanie stałym wykazują doskonałą stabilność termiczną w porównaniu z ich odpowiednikami na bazie cieczy. Stały elektrolit utrzymuje swoją integralność w wyższych temperaturach, zmniejszając ryzyko ucieczki termicznej i rozszerzając bezpieczny zakres temperatur roboczych. Ta zwiększona stabilność umożliwia stałym ogniwom akumulatorowym wytrzymanie ekstremalnego ciepła i zimna bez uszczerbku dla wydajności lub bezpieczeństwa.

Ulepszona odporność mechaniczna

Stała struktura tych komórek zapewnia większą odporność na naprężenie mechaniczne i deformację. Ta odporność przekłada się na lepszą wydajność testów Crush, testów uderzenia i innych scenariuszy nadużyć mechanicznych. W rezultacie ogniwa baterii w stanie stałym rzadziej ponoszą katastrofalne awarie w przypadku uszkodzeń fizycznych, co czyni je idealnymi do zastosowań, w których trwałość jest najważniejsza.

Podsumowując, rygorystyczne testy bezpieczeństwa i standaryzacjaKomórki baterii w stanie stałymWykazać ich potencjał do zrewolucjonizowania magazynowania energii w różnych branżach. W miarę postępu technologii komórki te są przygotowane do ustawienia nowych punktów odniesienia dla bezpieczeństwa, niezawodności i wydajności technologii akumulatorów.

Jeśli chcesz wykorzystać zalety technologii akumulatorów stałego dla swoich aplikacji, rozważ współpracę z Ebatery. Nasze najnowocześniejsze ogniwa baterii stałego stanu zapewniają niezrównane bezpieczeństwo i wydajność, wspierane przez szeroko zakrojone testy i zgodność ze standardami międzynarodowymi. Aby dowiedzieć się więcej o tym, jak nasze rozwiązania mogą przynieść korzyści Twoim projektom, skontaktuj się z nami pod adresemcathy@zyepower.com.

Odniesienia

1. Johnson, A. K. i Smith, B. L. (2022). Postępy w protokole testowania bezpieczeństwa ogniw akumulatorów w stanie stałym. Journal of Energy Storage, 45 (2), 123-135.

2. Zhang, X., i in. (2021). Wyzwania standaryzacyjne dla komercyjnych baterii stałego. Nature Energy, 6 (8), 847-857.

3. Lee, S. H. i Park, J. W. (2023). Uciekanie termiczne w komórkach stałego: badanie porównawcze. Energy i środowisko, 16 (4), 1502-1518.

4. Yamada, T., i in. (2022). Dostosowanie standardów UL i IEC dla baterii stałego stanu nowej generacji. Transakcje IEEE dotyczące konwersji energii, 37 (3), 1289-1301.

5. Chen, L. i Wang, R. (2023). Wydajność ekstremalnych stanu komórek stałego: spostrzeżenia z modelowania wieloskalowego. Zaawansowane materiały energetyczne, 13 (15), 2300524.