Kiểm tra pin Lithium-Ion: quy trình, tiêu chuẩn và an toàn

S? THOÁT NHI?T TRONG PIN LITHIUM-ION LÀ GÌ?

M?c dù pin lithium-ion th??ng ???c coi là an toàn ??i v?i ng??i tiêu dùng, tuy nhiên, ?? ?n ??nh nhi?t c?a chúng có th? b? ?nh h??ng trong m?t s? ?i?u ki?n c? th?. Hi?n t??ng ???c g?i là s? thoát nhi?t có th? x?y ra khi m?t t? bào trong pin lithium-ion tr? nên quá nóng do nhi?u nguyên nhân khác nhau nh? l?i c? h?c, nhi?t ?? cao, ?o?n m?ch ho?c tình tr?ng ?i?n hóa không ?n ??nh d?n ??n t?ng ??t ng?t c?a dòng ?i?n và cu?i cùng làm cho pin m?t ?n ??nh.

N?ng l??ng nhi?t và ?i?n hóa ???c t?o ra trong quá trình này sau ?ó có th? lan ra các khu v?c xung quanh, gây ra nguy c? n? ho?c cháy và th?i ra các khí ??c h?i. Th??ng thì các cu?c th? nghi?m l?m d?ng pin lithium-ion và các thành ph?n c?a chúng ???c th?c hi?n ?? mô ph?ng các s? c? nhi?t ?? ho?c c? h?c, và chúng th??ng d?n ??n hi?n t??ng phát nhi?t không ki?m soát ???c g?i là s? thoát nhi?t.

Ph??ng pháp ki?m tra pin Lithium-ion

M?c tiêu chính c?a quá trình ki?m tra pin Lithium-ion là ??m b?o r?ng pin ho?t ??ng m?t cách bình th??ng và an toàn trong m?i môi tr??ng b?ng cách t?o ra các ?i?u ki?n mô ph?ng mà pin s? ph?i ??i m?t trong th?c t?. M?i cu?c ki?m tra trong lo?t quy trình này tuân theo các tiêu chu?n ngành nh? UL, SAE, IEC và các th? nghi?m khác, v?i các m?c tiêu c? th? nh? ki?m tra ?? an toàn trong tr??ng h?p l?m d?ng nhi?t, kh? n?ng ch?u nhi?t, ki?m tra chu k? nhi?t ?? và ki?m tra ?o?n m?ch ? nhi?t ?? cao.

D??i ?ây là m?t s? tiêu chu?n th? nghi?m ph? bi?n dành cho các mô-?un ho?c t? bào pin lithium-ion lo?i s? c?p (không th? s?c l?i) và lo?i th? c?p (có th? s?c l?i), v?i s? s? d?ng c?a các bu?ng th? nghi?m t??ng ?ng ?? ?áp ?ng các yêu c?u c? th?.

Tiêu chu?n ki?m tra pin Lithium-ion

UL 1642

Tiêu chu?n UL v? An toàn cho Pin Lithium bao g?m m?t lo?t các ki?m tra v? ?i?n, c? h?c và môi tr??ng dành cho nhi?u lo?i pin Li-ion có kh? n?ng thay th? trong s?n ph?m. M?c tiêu chung c?a các yêu c?u UL 1642 là gi?m nguy c? cháy ho?c n? khi s? d?ng pin Li-ion trong s?n ph?m và ??ng th?i ??m b?o an toàn cho con ng??i trong quá trình v?n hành s?n ph?m v?i pin Li-ion có th? thay th?.

Các th? nghi?m theo tiêu chu?n UL 1642 có th? s? d?ng các bu?ng nhi?t ?? khác nhau, bao g?m các th? nghi?m nh? ki?m tra ?o?n m?ch ? 60°C, th? nghi?m nhi?t ?? t?ng t? 5°C m?i phút ??n 150°C và chu trình nhi?t ?? t? 70°C ??n -40°C trong th?i gian chuy?n ??i 30 phút.

UL 2054

Tiêu chu?n UL v? An toàn cho Pin Gia d?ng và Th??ng m?i bao g?m các ki?m tra v? m?c ?i?n dung l??ng pin, trong khi t?t c? các ki?m tra v? t? bào thành ph?n ???c ?? c?p trong UL 1642. M?t lo?t các ki?m tra v? ?i?n, c?, c?u trúc v? pin, kh? n?ng ch?ng cháy và ki?m tra môi tr??ng ???c thi?t k? ?? xác minh tính an toàn c?a c? pin lo?i s? c?p và th? c?p. Tùy thu?c vào kích th??c và s? l??ng pin, vi?c s? d?ng các bu?ng nhi?t ?? c? th? ho?c ti?n hành các ki?m tra kháng c?ng th?ng có th? x?y ra, bao g?m ki?m tra ? 70°C, ki?m tra gia nhi?t v?i t?c ?? gia nhi?t t? 5°C m?i phút ??n 150°C và chu trình nhi?t ?? t? 70°C xu?ng 20°C và ti?p t?c ??n -40°C trong th?i gian chuy?n ??i 30 phút.

UL 2580

Tiêu chu?n UL v? Pin s? d?ng trong xe ?i?n ???c phát tri?n nh? m?t tiêu chu?n ??t/không ??t ?? ?ánh giá pin Li-ion trong xe ?i?n và xe ?i?n hybrid. Tiêu chu?n này bao g?m nhi?u th? nghi?m c? và ?i?n v?i m?t th? nghi?m môi tr??ng liên quan ??n chu trình nhi?t ??. Bu?ng s?c nhi?t có th? ???c s? d?ng ?? ??t b? l?u tr? ?i?n ?ã ???c s?c ??y ? nhi?t ?? c?c cao t? 85°C ??n -40°C.

IEC 62133

Yêu c?u v? an toàn ??i v?i pin th? c?p kín di ??ng th? hi?n tiêu chu?n chính cho pin Li-ion có th? s?c l?i ?? s? d?ng trong các thi?t b? ?i?n t? c?m tay nh? ?i?n tho?i, máy tính xách tay và máy ?nh. Gi?ng nh? UL, các tiêu chu?n IEC ?? c?p ??n các thông s? k? thu?t chung, an toàn và v?n chuy?n cho pin và pin Li-ion. Bu?ng nhi?t ?? ti?p c?n có th? th?c hi?n các ph?n th? nghi?m bao g?m th? nghi?m ng?n m?ch ? 55°C, th? nghi?m gi?m ?ng su?t khuôn ? 70°C, th? nghi?m l?m d?ng nhi?t lên t?i 130°C ? 5°C m?i phút và chu k? nhi?t ?? t? 75°C ??n 20°C ??n -20°C trong th?i gian chuy?n ??i 30 phút.

IEC 62660-2

Pin Li-ion th? c?p dùng cho l?c ??y c?a ph??ng ti?n giao thông ???ng b? ch?y ?i?n – Ph?n 2: Th? nghi?m ?? tin c?y và l?m d?ng bao g?m các quy trình và ?i?u ki?n th? nghi?m tiêu chu?n v? các ??c tính c? b?n c?a t? bào Li-ion ?? s? d?ng trong ??ng c? ??y c?a xe ?i?n. Bu?ng nhi?t ?? có th? th?c hi?n nhi?u tiêu chu?n ki?m tra khác nhau, bao g?m ki?m tra nhi?t t? 5°C m?i phút ??n 130°C, chu k? nhi?t ?? t? 85°C ??n -40°C ? 1°C m?i phút (ho?c 65°C ??n -20 °C khi v?n hành b?ng ?i?n) và th? nghi?m phóng ?i?n công su?t ? -20°C, 0°C, 25°C và 45°C.

SAE J2464

Th? nghi?m an toàn và l?m d?ng h? th?ng l?u tr? n?ng l??ng có th? s?c l?i cho xe ?i?n và xe ?i?n lai (RESS) mô t? m?t lo?t các th? nghi?m có th? ???c s? d?ng ?? ki?m tra l?m d?ng pin s?c c?a xe nh?m xác ??nh ph?n ?ng v?i các ?i?u ki?n ho?c s? ki?n v??t quá ph?m vi ho?t ??ng bình th??ng c?a chúng. Bu?ng nhi?t ?? có th? ???c s? d?ng ?? ki?m tra ?? ?n ??nh nhi?t b?ng cách t?ng nhi?t ?? theo t?ng m?c 5°C, trong khi bu?ng s?c nhi?t s? có hi?u qu? khi chu k? nhi?t ?? t? 70°C ??n -40°C trong th?i gian chuy?n ti?p 15 phút.

Ki?m tra an toàn pin Lithium-ion

Trong khi vi?c s? d?ng pin Li-ion tr? nên ph? bi?n trong các ngành công nghi?p xe c? và ?i?n t? tiêu dùng, m?i nhà s?n xu?t ??u phát tri?n các ch?t hóa h?c Li-ion ??c quy?n c?a riêng mình ?? nâng cao ?? tin c?y, tu?i th? và hi?u qu? chi phí. Vi?c k?t h?p các thành ph?n hóa h?c ??c ?áo v?i các tiêu chu?n ki?m tra l?m d?ng c? th? t?o ra thách th?c cho các nhà s?n xu?t bu?ng th? nghi?m trong vi?c cung c?p thi?t b? th? nghi?m hi?u qu?, an toàn cho c? ng??i dùng và c? s?.

H?i ??ng R&D ô tô Châu Âu (EUCAR) ?ã xác ??nh m?c ?? nguy hi?m ?? ?ánh giá và d? ?oán m?c ?? nguy hi?m c? th? liên quan ??n vi?c x? lý và th? nghi?m pin theo các s? ki?n có th? d? ?oán ???c. Khi pin ???c ??t trong các ?i?u ki?n th? nghi?m khác nhau ngoài ph?m vi ho?t ??ng bình th??ng c?a chúng, m?c ?? nguy hi?m s? ???c ?n ??nh ?? mô t? s? ki?n và tác ??ng ti?m ?n.

Khi m?c ?? nguy hi?m t?ng lên, các bu?ng th? nghi?m môi tr??ng ph?i ???c trang b? các tính n?ng an toàn c? th? ?? b?o v? c? c? s? và nhân viên. Các tính n?ng ph? bi?n nh?t bao g?m máy s??i v? b?c gi?i h?n nhi?t ??, rào ch?n an toàn n?i t?i, giám sát khí, l? thông h?i gi?m áp, máy th?i khí trong lành, h? th?ng ch?a cháy, v.v. Ví d?, b? gia nhi?t có v? b?c gi?i h?n nhi?t ?? ???c thi?t k? ?? gi?i h?n nhi?t ?? b? m?t c?a b? gia nhi?t d??i ?i?m t? ??ng b?c cháy c?a khí d? cháy ti?m ?n ???c gi?i phóng trong quá trình ho?t ??ng c?a pin. Trong m?t s? tình hu?ng th? nghi?m cho ??n th?t b?i nghiêm tr?ng, có th? c?n có m?t l?p v? b?o v? duy nh?t ?? cách ly m?t v? n? ho?c s? ki?n th?m kh?c.