Thử nghiệm pin là một bước quan trọng để đảm bảo an toàn, độ tin cậy và hiệu suất của pin. Do các mối nguy hiểm vốn có của pin (như đoản mạch, rò rỉ và ăn mòn), quá trình thử cũng ẩn chứa nhiều rủi ro an toàn khác nhau, chẳng hạn như sử dụng thiết bị phụ trợ cơ học lớn, hệ thống sạc và xả dòng điện cao và các thí nghiệm mô phỏng trong điều kiện môi trường khắc nghiệt. Cần tiến hành nghiên cứu chuyên sâu để đảm bảo bảo vệ an toàn cho việc thử nghiệm pin, đảm bảo an toàn cá nhân cho nhân viên phòng thí nghiệm và đảm bảo an toàn tài sản của các dụng cụ và thiết bị.

Dựa trên quan điểm trên, tác giả bài viết này phân loại các hạng mục thử nghiệm pin, phân tích các mối nguy tiềm ẩn trong quá trình thử nghiệm theo điều kiện triển khai dự án và đề xuất các biện pháp bảo vệ an toàn thực tế và khả thi để giải quyết các mối nguy này.

1 Phân loại các hạng mục thử nghiệm pin

Các mục thử nghiệm pin thường có thể được chia thành bốn loại:

kiểm tra ngoại quan, kiểm tra hiệu suất điện, kiểm tra khả năng thích ứng với môi trường và kiểm tra an toàn .

• Kiểm tra ngoại quan: ngoại quan, cực tính, kích thước tổng thể, chất lượng, v.v.;

• Kiểm tra hiệu suất điện: khả năng xả ở nhiệt độ phòng, khả năng xả ở tốc độ nhiệt độ phòng, khả năng giữ điện tích và phục hồi điện tích, tuổi thọ lưu trữ và chu kỳ, v.v.;

• Kiểm tra hiệu suất thích ứng với môi trường: khả năng xả ở nhiệt độ cao và thấp, mô phỏng độ cao , độ ẩm và nhiệt độ không đổi, khả năng chống rung và chống phun muối;

• Kiểm tra hiệu suất an toàn: va chạm cơ học, rơi, đóng đinh, đùn, va chạm, sốc nhiệt độ, chu kỳ nhiệt độ, ngâm lửa bên ngoài, quá tải, xả quá mức, ngắn mạch bên ngoài và lạm dụng nhiệt.

Các hạng mục thử nghiệm trên cũng có thể được chia thành các thử nghiệm sử dụng bình thường, thử nghiệm sử dụng sai có thể dự đoán trước và thử nghiệm lạm dụng. Thử nghiệm sử dụng bình thường: mô phỏng độ cao, chu kỳ nhiệt độ, rung động và sạc tốc độ thấp; Thử nghiệm sử dụng sai có thể dự đoán trước: ngắn mạch bên ngoài, va chạm vật nặng, va chạm máy móc, rơi, xả cưỡng bức, sạc bất thường, lắp đặt không đúng cách, xả quá mức, sạc quá mức và sạc tốc độ cao; Thử nghiệm lạm dụng: đâm đinh, bóp và đốt bên ngoài. Mức độ nguy hiểm của hai loại thử nghiệm sau cao hơn mức độ nguy hiểm của các thử nghiệm sử dụng bình thường.

2 Nguy cơ tiềm ẩn của việc thử nghiệm pin

Khi pin được sử dụng và lưu trữ không đúng cách, có nguy cơ cháy nổ. Ngoài ra, có một số rủi ro về an toàn liên quan đến việc sử dụng thiết bị thử nghiệm. Các mối nguy hiểm chính trong quá trình thử nghiệm pin bao gồm cháy nổ, rò rỉ chất lỏng, rò rỉ khí, tiếng ồn và rung động, mối nguy hiểm về cơ học và mối nguy hiểm về điện.

2.1 Cháy nổ

Pin đánh lửa và nổ thường do các yếu tố bên ngoài như thủng, nén, sạc quá mức, nhiệt độ cao và đoản mạch gây ra, có thể gây ra đoản mạch bên trong hoặc bên ngoài trong pin và gây ra phản ứng hóa học giữa vật liệu điện cực và chất điện phân. Chẳng hạn như sự phân hủy của màng giao diện pha điện phân rắn (SEI), quá trình oxy hóa và khử chất điện phân hữu cơ, sự phân hủy của điện cực dương và phản ứng tiếp theo của oxy sinh ra từ quá trình phân hủy điện cực dương với chất điện phân hữu cơ. Nếu lượng nhiệt lớn sinh ra từ các phản ứng này không được tản ra môi trường xung quanh kịp thời, chắc chắn sẽ dẫn đến sự mất kiểm soát nhiệt, cuối cùng dẫn đến cháy và nổ pin.

2.2 Rò rỉ

Pin axit chì sử dụng axit sunfuric loãng làm chất điện phân, có tính ăn mòn nhất định. Trong quá trình thử nghiệm, nếu vỏ pin bị hỏng và rò rỉ chất điện phân, sẽ gây nguy hiểm đáng kể cho người và thiết bị; Pin lithium ion sử dụng chất điện phân hữu cơ, có thể gây ra khí thải, mùi hăng và chứa các chất độc hại trong quá trình thử nghiệm an toàn.

2.3 Tiếng ồn và rung động

Tiếng ồn trong quá trình thử nghiệm pin chủ yếu đến từ các mục như rung động, va chạm cơ học, va chạm và rơi. Trong đó, rung động và va chạm là tiếng ồn liên tục, trong khi va chạm và rơi cơ học là tiếng ồn tức thời. Thiết bị kiểm tra hiệu suất điện của pin thường sử dụng làm mát bằng không khí và hoạt động của quạt cũng có thể tạo ra tiếng ồn. Độ rung chủ yếu đến từ các thử nghiệm rung động và thử nghiệm va chạm.

2.4 Nguy cơ cơ học

Trong các thử nghiệm về va đập cơ học, va chạm vật nặng, rung động, va chạm và rơi, kẹp dễ bị lỏng, khiến pin văng ra ngoài và gây thương tích cho người; Ngoài ra, quá trình vận hành các thiết bị cơ học nói trên cũng tiềm ẩn một số rủi ro nhất định.

2.5 Nguy cơ về điện

Các hạng mục kiểm tra hiệu suất điện như công suất và tuổi thọ đòi hỏi thiết bị phải hoạt động liên tục trong thời gian dài, gây ra một số nguy cơ về an toàn; Ngoài ra, có khả năng kết nối ngược pin hoặc đoản mạch trong quá trình kết nối pin.

3 Yêu cầu và biện pháp bảo vệ an toàn

3.1 Bảo vệ nhân sự

Bảo vệ nhân sự là vô cùng quan trọng. Thanh tra viên tiếp xúc trực tiếp với mẫu và thiết bị không chỉ là người thực hiện bảo vệ an toàn mà còn là đối tượng của bảo vệ an toàn. Thực hiện mọi biện pháp có thể để đảm bảo an toàn cho nhân sự. Giảm thiểu tiếp xúc càng nhiều càng tốt và tránh tiếp xúc nếu có thể. Cần tăng cường đào tạo nhân sự để nâng cao nhận thức và khả năng bảo vệ an toàn; Cần có thiết bị bảo vệ và nghiêm cấm tiến hành thử nghiệm dự án nguy hiểm hoặc có nguy cơ mà không đeo thiết bị bảo vệ; Khu vực giám sát và khu vực thử nghiệm phải được tách biệt phù hợp và nên sử dụng thiết bị điều khiển từ xa càng nhiều càng tốt.

3.2 Bảo vệ mẫu

Việc bảo vệ mẫu chủ yếu là trong quá trình lưu trữ. Duy trì môi trường khô ráo, nhiệt độ ổn định và vừa phải; Cách điện và bảo vệ các điện cực để ngăn ngừa đoản mạch ngẫu nhiên; Nên tiến hành kiểm tra thường xuyên để loại bỏ các mối nguy tiềm ẩn ngay khi phát hiện; Nên phân loại và cô lập đúng cách để ngăn ngừa ảnh hưởng lẫn nhau.

3.3 Bảo vệ thiết bị

Bảo vệ thiết bị, một mặt, phải đảm bảo thiết bị hoạt động bình thường; Mặt khác, cần phòng ngừa các sự kiện bất ngờ ảnh hưởng đến thiết bị. Tăng cường kiểm tra và bảo dưỡng, thường xuyên loại bỏ bụi bẩn khỏi thiết bị phát hiện sạc và xả; Thường xuyên loại bỏ bụi bẩn và bôi trơn các thiết bị cơ khí như bàn rung và bàn va đập; Thường xuyên kiểm tra xem chức năng báo động có bình thường không; Lắp đặt các phương tiện bảo vệ an toàn như lưới bảo vệ; Đối với các thiết bị đã ngừng hoạt động trong thời gian dài, cần phải cắt nước và điện

3.4 Bảo vệ môi trường

Khi điều kiện bất thường xảy ra trong môi trường thử nghiệm khép kín (như buồng thử nghiệm môi trường), cần dừng thử nghiệm. Sau khi có bằng chứng (như chụp ảnh khói và lửa), cần dập tắt đám cháy hiệu quả và xả khí thải qua kênh xả chuyên dụng của hộp. Phòng thử nghiệm phải được trang bị máy dò khói, bình chữa cháy, hộp cát, vòi chữa cháy và các phương tiện chữa cháy khác. Sau khi có bằng chứng, pin đã loại bỏ phải được xử lý vô hại theo hướng dẫn của nhà cung cấp mẫu và các thông số kỹ thuật của phòng thí nghiệm có liên quan hoặc được gửi đến một tổ chức chuyên nghiệp để xử lý hợp lý theo các quy định và quy trình có liên quan.

3.5 Những cái khác

Bố trí hợp lý từng khu vực dựa trên các đặc điểm khác nhau của dự án thử nghiệm. Kiểm tra hiệu suất điện ít ảnh hưởng đến môi trường và độ an toàn cao. Có thể bố trí ở những khu vực có nhiều hoạt động của nhân viên, nhưng khu vực mẫu thử nghiệm, khu vực vận hành thiết bị và khu vực quan sát giám sát phải được tách biệt;

Các hạng mục thử nghiệm nguy hiểm như đinh đâm xuyên và quá tải có thể được bố trí ở những khu vực xa xôi và thông gió tốt; Các hạng mục thử nghiệm có tiếng ồn lớn như rung động và va chạm có thể được bố trí ở những khu vực xa xôi. Nếu điều kiện cho phép, cũng nên dành một số không gian an toàn. Thiết kế hệ thống bảo vệ an toàn. Thiết lập các quy trình hướng dẫn vận hành an toàn hợp lý và khả thi, các quy trình ứng phó khẩn cấp cho các trường hợp khẩn cấp và các quy trình đào tạo nhân sự. Có hiểu biết sơ bộ về các loại và hiệu suất của pin, và dựa trên điều này, để xác định tính an toàn của dự án thử nghiệm.

4 Kết luận

Bảo vệ an toàn của phòng thí nghiệm có thể được tiếp cận từ hai khía cạnh: hệ thống quản lý và cơ sở phần cứng. Với sự phát triển liên tục của công nghệ thử nghiệm pin, sự cải thiện liên tục của các tiêu chuẩn quản lý phòng thí nghiệm và sự cải thiện liên tục của an toàn pin, hệ số an toàn của phòng thí nghiệm thử nghiệm pin sẽ tiếp tục được cải thiện.