Les batteries au lithium fer phosphate (LiFePO4) sont largement reconnues pour leur excellente stabilité thermique et structurelle, mais le Court-circuit LiFePO4 C'est encore un problème à résoudre chez les fabricants de batteries LiFePO4. Malgré leur réputation de sécurité, il existe un risque de court-circuit au sein des batteries LiFePO4. Ce blog approfondit l'analyse des courts-circuits LiFePO4, en explorant les causes sous-jacentes.
Quelles sont les causes potentielles des courts-circuits LiFePO4 ?
Le court-circuit dans une batterie au lithium fer phosphate peut être provoqué par un seul facteur ou par l’interaction de plusieurs facteurs.
Qu'est-ce que le « micro-court-circuit » dans la batterie LiFePO4 ?
Un court-circuit d'une batterie LiFePO4 fait référence à une situation dans laquelle le séparateur entre les électrodes positives et négatives est compromis, soit à cause de particules de poussière qui le transpercent, soit à cause de matériaux séparateurs de mauvaise qualité entraînant une réduction de la surface ou des dommages. Cela provoque une connexion anormale entre les bornes positives et négatives de la batterie à travers un conducteur, provoquant un micro-court-circuit au sein de la cellule individuelle. C'est le micro-court-circuit.
Une batterie est composée de cellules LiFePO4 connectées en série ou en parallèle. Lorsqu'une cellule lifepo4 surfe sur un micro-court-circuit, elle consomme continuellement de l'énergie pendant la charge et la décharge, même pendant le stockage. Passez à l’étape suivante, cela affecte les performances globales de la batterie.
Comment juger du « micro court-circuit » de la batterie ?
Chargement lent-CMBLe laboratoire de a découvert que lorsqu'un micro-court-circuit se produit dans l'une des cellules de la batterie, celle-ci peut toujours se charger et se décharger normalement, car le micro-court-circuit provoque des déséquilibres au sein de la batterie et affecte ses performances globales. Ainsi, par rapport à la batterie lifepo4 sans aucun problème, la batterie avec un micro-court-circuit se chargera lentement.
Batteries au lithium lors d'une utilisation à long terme du processus de vieillissement, le micro-court-circuit est l'une des caractéristiques de vieillissement, qui ne peut pas être détectée rapidement et entraînera un court-circuit interne et une détérioration de la situation de court-circuit interne. s'accompagne généralement d'une augmentation du taux d'autodécharge et de chaleur, ce qui conduit à un emballement thermique, déclenchant un accident de sécurité.
Bien que le micro-court-circuit entraîne inévitablement une charge lente de la batterie, la charge lente de la batterie n'est pas nécessairement due au micro-court-circuit, car il existe de nombreuses raisons pour la charge lente de la batterie.
Comment réduire les risques de micro courts-circuits dans votre pack batterie ? CMB est un professionnel Fabricant de batteries LiFePO4, qui peut vous fournir des solutions professionnelles de batteries pour réduire les micro-courts-circuits.
Test de micro-court-circuit des cellules de batterie LiFePO4
En effet, garantir la sécurité des batteries au lithium est primordial, et diverses normes de sécurité internationales incluent des méthodes de test simulées pour évaluer les courts-circuits internes. Voici quelques méthodes de test courantes conçues pour simuler les courts-circuits internes dans les batteries au lithium :
- Méthode d'extrusion de plaques
Le test d'extrusion est une méthode courante pour simuler des micro-courts-circuits internes et est inclus dans la majorité des normes de sécurité des batteries. Cependant, il existe des différences significatives dans les méthodes d'extrusion, telles que l'extrusion de plaques plates et l'extrusion cylindrique. La dernière norme IEC62660-2:2010 intègre les avantages de diverses méthodes telles que l'extrusion de plaques plates, l'extrusion cylindrique, la piqûre à l'aiguille, les chocs violents et la mise en décharge métallique pour créer une méthode de test complète. Dans le processus de révision de la norme chinoise GJB2374A, étant donné que certaines batteries ne peuvent pas subir d'extrusion à l'aide de la méthode de la plaque plate ou que la méthode d'extrusion cylindrique manque de critères clairs pour l'apparition de micro-courts-circuits, de multiples options d'extrusion de plaques plates et cylindriques sont proposées en fonction sur les conditions réelles de la batterie. Le changement soudain de tension dans la batterie est considéré comme un indicateur de l'apparition de phénomènes de micro-court-circuit, ce qui est généralement raisonnable.
- Piqûre à l'aiguille
Le test de piqûre d’aiguille consiste à insérer une aiguille métallique dans la batterie, provoquant directement un court-circuit entre les bornes positive et négative. Ce test est trop agressif et ne simule pas efficacement les situations de micro-court-circuit interne. Généralement, d'intenses courts-circuits internes sont découverts lors du processus de fabrication. La méthode de test de piqûre d’aiguille a été utilisée dans la version 1995 de la norme américaine UL1642 mais a été supprimée dans les versions ultérieures. La prochaine norme UL2580 pourrait adopter une piqûre d’aiguille plus douce pour simuler des micro-courts-circuits internes, ce qui est plus proche des scénarios de micro-courts-circuits réels.
- Coup de feu
Le test de tir consiste à placer la batterie à une distance supérieure à 25 mètres et à tirer dessus avec une arme à feu pour créer un court-circuit interne. Cette méthode a été développée pour le GJB2374, une norme spéciale en Chine, et n'est généralement pas incluse dans les normes générales.
- Impact lourd
Le test de choc violent est une méthode qui simule des courts-circuits internes en plaçant une tige métallique au-dessus de la batterie et en utilisant un objet lourd pour frapper la tige métallique. Cela provoque une déformation du boîtier de la batterie et crée un court-circuit interne. Semblable à la méthode d’extrusion, cette approche présente également un problème de déséquilibre dans lequel les batteries dotées de boîtiers minces peuvent être désavantagées. Cependant, les batteries dotées d'un boîtier plus fin ont tendance à être plus sûres en cas de court-circuit interne.
- Méthode de mise en décharge métallique
Les normes JIS du Japon et les normes de la NASA aux États-Unis utilisent la méthode de mise en décharge métallique en pré-insérant de petits morceaux de métal dans les cellules individuelles de la batterie pour percer le séparateur. Cette méthode examine directement la sécurité des batteries au lithium dans des conditions de court-circuit interne. Cependant, cette méthode comporte des risques importants et il est préférable de recourir à des opérations robotisées.
Les méthodes de test visent à évaluer les performances de sécurité et la réponse des batteries en simulant diverses situations de court-circuit qu'elles peuvent rencontrer. Ces tests sont conçus pour garantir que les batteries au lithium restent sûres sous diverses contraintes et accidents et que des accidents graves tels qu'un emballement thermique, un incendie ou une explosion peuvent être évités.
Méthodes de contrôle des risques de court-circuit LiFePO4
La prévention des risques de micro-court-circuit interne dans les batteries au lithium doit être abordée sous divers aspects, notamment la conception individuelle des cellules lifepo4, la sélection des matériaux et le contrôle des processus environnementaux. De plus, pour minimiser l'impact des courts-circuits internes dans les cellules LiFePO4 individuelles et éviter les réactions en chaîne, certaines instructions doivent être suivies lors de la conception de packs de batteries lithium-ion personnalisés:
- Processus d'isolement de la surchauffe des cellules lifepo4 individuelles
Le processus d'isolation de la surchauffe des cellules lifepo4 individuelles fait perdre de l'efficacité à la charge/décharge forcée de la batterie en cas de court-circuit interne ou d'impact externe. Il empêche également les températures élevées, les flammes et les explosions de la cellule individuelle défaillante de provoquer des réactions en chaîne dans les cellules individuelles adjacentes, servant ainsi de mécanisme de blocage.
- Connexions individuelles des cellules lifepo4
Le détachement ou la mauvaise soudure des connexions électriques (telles que les fils, les bandes de nickel et vis fixes) entre les cellules individuelles de la batterie peut entraîner une résistance locale élevée, provoquant des températures élevées dans la zone de détachement et conduisant à des courts-circuits internes dans les cellules individuelles voisines.
- Minimiser l'énergie des cellules lifepo4 individuelles
Plus l'énergie d'une cellule lifepo4 individuelle est grande et moins le nombre de cellules lifepo4 en série et en parallèle rend la batterie lifepo4 personnalisée plus fiable. Cependant, si l’énergie d’une cellule individuelle est trop importante, les dommages causés au bloc-batterie après une réaction incontrôlée sont plus importants. Par conséquent, il est crucial de sélectionner une conception énergétique appropriée pour chaque cellule lifepo4.
- Connexion en série et en parallèle de cellules lifepo4 individuelles
La méthode de connexion en série et en parallèle ainsi que le nombre de cellules individuelles ont également un impact significatif sur les courts-circuits internes. Par exemple, la connexion en série peut conduire à la décharge forcée d'une cellule lifepo4 individuelle spécifique, tandis que la connexion en parallèle peut conduire à la charge forcée d'une cellule individuelle spécifique, ce qui peut entraîner une pression interne et un courant excessifs dans les cellules individuelles. conduisant à des courts-circuits internes.
- Contrôle de la température
Un système de contrôle de la température est nécessaire pour maintenir la température des cellules individuelles et la batterie doit fonctionner dans une plage de température raisonnable pour garantir la sécurité. Les technologies de surveillance de la température comprennent le refroidissement par air, le refroidissement par eau et le refroidissement par huile.
En conclusion, comprendre les causes des courts-circuits des batteries LiFePO4 et mettre en œuvre des mesures préventives améliore la sécurité associée aux batteries et atténue les risques potentiels. CM Batteries, en tant que professionnel Fabricant de batteries LiFePO4, se concentre sur la fourniture de solutions personnalisées avec une qualité et des performances fiables.
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