Thử nghiệm an toàn pin Lithium Ion
Pin lithium ion và toàn bộ mẫu bao gồm pin không thể thay thế của người dùng / pin lithium ion và các sản phẩm điện tử của nó. Đối với pin không thể thay thế của người dùng, chúng sẽ được lắp vào các sản phẩm điện tử như một mẫu tổng thể để thử nghiệm an toàn môi trường của pin lithium-ion theo tiêu chuẩn; Đối với pin lithium-ion không thể thay thế của người dùng, chúng có thể được đặt trong các sản phẩm điện tử như một mẫu toàn bộ hoặc chúng có thể được lấy ra riêng biệt để thử nghiệm an toàn môi trường của pin lithium-ion theo tiêu chuẩn. Chúng tôi khuyến nghị nên ưu tiên chọn chúng như một mẫu toàn bộ để thử nghiệm. Vì có thể có rò rỉ không khí, khói, cháy hoặc thậm chí nổ trong quá trình thử nghiệm, nên phải thực hiện các biện pháp bảo vệ cần thiết, chẳng hạn như đặt mẫu trong thiết bị thông gió có chức năng chống nổ.
Áp suất thấp
Mục đích thử nghiệm: thử nghiệm áp suất thấp được sử dụng để mô phỏng tác động của điều kiện áp suất thấp đến sự an toàn của pin lithium-ion trong quá trình vận chuyển bằng đường hàng không. Sau khi thử nghiệm, mẫu phải không có cháy, nổ và rò rỉ chất lỏng. Các dụng cụ và thiết bị: như buồng chân không (hoặc buồng thử áp suất thấp), máy kiểm tra phóng điện tích, v.v.
Chu kỳ nhiệt độ
Mục đích thử nghiệm: thử nghiệm chu kỳ nhiệt độ của pin lithium ion được sử dụng để mô phỏng tính an toàn của pin lithium ion khi tiếp xúc nhiều lần với môi trường nhiệt độ thấp và nhiệt độ cao trong quá trình vận chuyển hoặc lưu trữ. Thử nghiệm được thực hiện bằng cách sử dụng các thay đổi nhiệt độ nhanh và cực đoan. Sau khi thử nghiệm, mẫu sẽ không bị cháy, nổ và rò rỉ chất lỏng. Các dụng cụ và thiết bị: chẳng hạn như buồng thử nhiệt độ, máy thử phóng điện tích, v.v.
Rung động
Mục đích thử nghiệm: thử nghiệm này mô phỏng rằng rung động trong quá trình vận chuyển và mang vác sẽ không dẫn đến các vấn đề an toàn như rò rỉ chất lỏng, cháy nổ pin lithium-ion. Dụng cụ và thiết bị: như băng ghế thử rung, máy thử phóng điện tích, v.v.
Biện pháp phòng ngừa: cần lưu ý những điểm sau đây trong quá trình thử nghiệm rung động của pin lithium-ion: (1) phương pháp cố định mẫu không chỉ đảm bảo tín hiệu rung động được truyền chính xác đến mẫu mà còn ngăn mẫu bị biến dạng; (2) Mỗi mẫu phải được thử nghiệm rung động theo nhiều hướng khác nhau nhiều lần; (3) Đối với hướng thử nghiệm, vì hình dạng của pin lithium-ion có thể không đều nên cần thử nghiệm theo ba hướng vuông góc với nhau. Ngoài ra, cần lưu ý rằng cần có chu kỳ sạc xả sau khi thử nghiệm rung động của pin lithium-ion. (khuyến nghị sử dụng đồ gá chuyên dụng trong quá trình rung để đảm bảo giá trị G không bị thay đổi do mẫu bị dịch chuyển trong quá trình rung).
Tác động tăng tốc
Mục đích thử nghiệm: thử nghiệm va chạm gia tốc của pin lithium-ion là để mô phỏng các vấn đề an toàn như cháy, nổ hoặc rò rỉ chất lỏng sau va chạm gia tốc gặp phải trong quá trình mang hoặc vận chuyển pin lithium-ion. Dụng cụ và thiết bị: như băng ghế thử va chạm gia tốc, máy thử phóng điện tích, v.v.
Thận trọng: khi thử nghiệm va chạm gia tốc của pin lithium-ion cần chú ý những điểm sau:
(1) Thử nghiệm va đập gia tốc của pin lithium-ion tương tự như thử nghiệm rung động của pin lithium-ion. Cần chú ý đến phương pháp cố định mẫu, nhiều lần thử nghiệm từng mẫu và hướng thử nghiệm.
(2) Các biện pháp phòng ngừa cho quá trình gia tốc cực đại của thử nghiệm va chạm gia tốc của pin lithium ion giống như các biện pháp phòng ngừa cho quá trình gia tốc va chạm của pin.
(3) Ngoài ra, cần lưu ý rằng cần có chu kỳ sạc xả sau khi thử nghiệm tăng tốc pin lithium-ion.
Ngã
Thả hai mặt đầu của pin lithium-ion hình trụ và nút một lần và bề mặt hình trụ hai lần, tổng cộng bốn lần thử nghiệm thả rơi đã được thực hiện; Mỗi mặt của pin lithium-ion hình vuông được thả một lần và tổng cộng sáu lần thử nghiệm được thực hiện; Thử nghiệm thả rơi bằng thiết bị sẽ được tiến hành đối với pin không thể thay thế của người dùng / pin lithium-ion và thiết bị sẽ được thả một lần ở mỗi mặt. Mẫu không được cháy, nổ và rò rỉ chất lỏng.
Mục đích thử nghiệm: thử nghiệm này mô phỏng việc rơi vô tình (như rơi từ ghế, máy tính để bàn và tay) trong quá trình vận chuyển, mang vác và sử dụng sẽ không dẫn đến các vấn đề an toàn như rò rỉ chất lỏng, cháy nổ pin lithium-ion. Thử nghiệm này mô phỏng các trường hợp rơi vô tình hợp lý và có thể dự đoán được, và không xem xét các vấn đề an toàn do con người gây ra, cố ý, vô lý và không lường trước được. Các công cụ và thiết bị: chẳng hạn như băng ghế thử nghiệm nhiều bậc tự do, máy thử phóng điện tích, v.v.
Thận trọng: cần chú ý những điểm sau đây khi thử nghiệm thả rơi pin lithium ion:
(1) Mỗi mẫu cần phải chịu được thử nghiệm thả rơi theo nhiều hướng khác nhau nhiều lần;
(2) Phải thực hiện các biện pháp cần thiết để bảo đảm độ chính xác của hướng thử nghiệm và các biện pháp này không được ảnh hưởng đến chuyển động rơi tự do;
(3) Việc rơi vô tình trong quá trình sử dụng thực tế cũng được xem xét trong điều kiện thử nghiệm thả rơi của pin lithium-ion. Do đó, cần phải thử nghiệm thả rơi 1,5m đối với một số pin lithium-ion; Ngoài ra, cần lưu ý rằng việc thả pin lithium-ion cũng cần một chu kỳ sạc xả.
Giảm căng thẳng
Cấu trúc của vỏ nhiệt dẻo đúc hoặc đúc phun phải đảm bảo rằng bất kỳ sự co ngót hoặc biến dạng nào của vật liệu vỏ sẽ không làm lộ các bộ phận bên trong khi vật liệu vỏ giải phóng ứng suất bên trong do đúc hoặc đúc phun gây ra. Vỏ mẫu không được biến dạng vật lý làm lộ thành phần bên trong.
Mục đích thử nghiệm: thử nghiệm giảm ứng suất là để mô phỏng khả năng của pin lithium ion duy trì tính toàn vẹn của vỏ sau khi chịu được nhiệt độ cao thích hợp. Dụng cụ và thiết bị: chẳng hạn như buồng thử nhiệt độ cao, v.v.
Biện pháp phòng ngừa: cần lưu ý những điểm sau trong thử nghiệm giảm ứng suất: (1) thử nghiệm này chỉ được tiến hành đối với pin lithium-ion có vỏ nhựa nhiệt dẻo đúc hoặc đúc phun; (2) Trước khi thử nghiệm, buồng thử nghiệm phải được làm nóng đến 70 ℃ ± 2 ℃, sau đó mẫu phải được đưa vào buồng thử nghiệm thay vì mẫu. Sau khi thử nghiệm, mẫu phải được lấy ra và khôi phục về nhiệt độ phòng thay vì được khôi phục về nhiệt độ phòng trong buồng thử nghiệm; (3) Nếu mẫu bị hư hỏng do cháy nổ trong quá trình thử nghiệm, mẫu cũng được đánh giá là không đạt yêu cầu. (khuyến nghị sử dụng kẹp và các công cụ khác khi lấy mẫu để tránh bị bỏng. Đồng thời, các mẫu đã thử nghiệm phải được đặt trong hộp chống nổ chuyên dụng trong hơn hai giờ.)
Thử nghiệm nhiệt độ cao
Mẫu phải có đủ độ an toàn khi sử dụng trong điều kiện nhiệt độ cao. Có đủ tiêu chuẩn hay không sẽ được kiểm tra thông qua thử nghiệm dịch vụ nhiệt độ cao sau: đặt mẫu đã sạc đầy vào buồng thử nghiệm nhiệt độ cao và nhiệt độ trong buồng thử nghiệm phải được đặt là nhiệt độ giới hạn trên của quá trình sạc và xả pin lithium-ion, nhiệt độ giới hạn trên của quá trình sạc và xả pin và giá trị tối đa là 80 ℃. Sau khi nhiệt độ bề mặt của mẫu ổn định, phải duy trì trong 7 giờ.
Mẫu phải đáp ứng một trong các yêu cầu sau:
(1) cắt mạch điện mà không có cháy, nổ và rò rỉ chất lỏng;
(2) Không cắt mạch, tiếp tục một chu kỳ sạc xả theo phương pháp sạc và xả trong quá trình thử nghiệm nhiệt độ cao và mẫu không bị cháy, nổ và rò rỉ chất lỏng.
Mục đích thử nghiệm: thử nghiệm này mô phỏng tính an toàn của pin lithium ion trong môi trường nhiệt độ cao. Ví dụ, để điện thoại di động ở chế độ chờ hoặc trạng thái sạc trên ô tô trong thời gian dài dưới ánh nắng mặt trời. Dụng cụ và thiết bị: chẳng hạn như buồng thử nhiệt độ cao, máy kiểm tra xả điện tích, v.v.
Thận trọng: cần chú ý những điểm sau đây khi thử nghiệm pin lithium-ion ở nhiệt độ cao:
(1) thời gian giữ nhiệt độ cao 7h được tính sau khi nhiệt độ bề mặt mẫu được cân bằng. Nếu thời gian cho một chu kỳ xả và sạc lớn hơn 7h, thời gian thử nghiệm nhiệt độ cao có thể được kéo dài đến cuối chu kỳ sạc và xả này;
(2) Việc lựa chọn nhiệt độ thử nghiệm là lựa chọn nhiệt độ sạc trên (ví dụ 40 ℃) và nhiệt độ xả trên (ví dụ 55 ℃), nhiệt độ sạc trên (ví dụ 45 ℃) và nhiệt độ xả trên của pin lithium-ion (chẳng hạn như giá trị tối đa giữa 60 ℃ và 80 ℃. Nói chung, nhiệt độ sạc trên của pin lithium-ion ≤ nhiệt độ sạc trên của pin < 80 ℃ và nhiệt độ xả trên của pin lithium-ion ≤ nhiệt độ xả trên của pin < 80 ℃. Do đó, nhiệt độ thử nghiệm nói chung được chọn là 80 ℃.
(3) Do luồng không khí trong buồng thử nghiệm sẽ đẩy nhanh quá trình truyền nhiệt, dẫn đến mất nhiệt trên bề mặt pin trong quá trình sạc và xả, nên có thể cần phải giảm tốc độ gió và các phương pháp khác để giảm thiểu tác động lên mẫu.
Phần kết luận
Pin lithium ion ngày càng được sử dụng nhiều hơn trong các lĩnh vực truyền thông, giao thông, chiếu sáng và các lĩnh vực khác. Với khả năng ứng dụng và tiện lợi độc đáo, pin lithium ion ngày càng được công chúng ưa chuộng. Tuy nhiên, tính an toàn của pin lithium ion đã bị mọi người chỉ trích và đã cảnh báo chúng ta trong các thử nghiệm an toàn. Chúng ta nên đối xử với chúng một cách nghiêm túc và thực tế. Trên đây là một số ý kiến khiêm tốn về các thử nghiệm an toàn để độc giả thảo luận.