01Gefahren von Fremdmetallen für die Sicherheit von Lithiumbatterien

Lithium-Eisenphosphat-positives Material hat die Vorteile der ausgezeichneten thermischen Stabilität, der guten Kreislauflebensdauer, der elektrochemischen Stabilität und der umweltfreundlichkeit, was zu einem der idealen positiven Materialien im Bereich der Antriebsbatterie wird. Wenn jedoch Metallverschmutzungen in Lithium-Eisenphosphatmaterialien eingeführt werden, können die Lebensdauer und die Sicherheit der Batterie ernsthaft beeinträchtigt werden.

Häufige metallische Fremdstoffe sind: Eisen, Nickel, Kupfer, Zink, Chrom usw. Metall Fremdstoff in der Phase der Batterie wird zuerst in der positiven Oxidation und dann in der negativen Reduktion, wenn sich die Metallmonomasse an der negativen Pole in einem gewissen Maße ansammelt, wird die Zweige des Kristalls bilden, was zu einer Membranportierung führt, die den internen Kurzschluss der Batterie verursacht, die Selbstentladungsrate der Batterie verbessert, wenn es schwer ist, wird sogar die Batterie brennen, explodieren und die Sicherheitsleistung der Batterie beeinflussen.

Metall Fremdkörper Akkumulation verursacht Membran Piercing Prozess Abbildung

Metallkupfer verursacht Batteriekurzschluss (a) Scannenbild (b) Verteilung der Elemente

02Quellen von Fremdmetallen und wie man sie kontrolliert

1) Verunreinigungen, die durch Rohstoffe beim Sintern erzeugt werden

Bei der Synthese von Lithium-Eisenphosphat (LiFePO) wird eine kleine Menge an Verunreinigungen wie γ-FeO, FeP, FeP und FePO erzeugt, und monomer Eisen wird auch in einer reduktiven Atmosphäre bei 500 bis 700 ° C durch Reduktion von Fe erzeugt. Das Vorhandensein dieser Verunreinigungen verringert die Kapazität und Energiedichte des Materials. Nebenreaktionen wie die Auflösung von Eisen in Elektrolyten beeinflussen die Lebensdauer und die Sicherheitsleistung der Batterie.

2) Fremdkörper aus der Produktionslinie und der Umgebung während des Herstellungsprozesses

Die Quelle der metallischen Fremdstoffe in der Produktionslinie hat hauptsächlich die folgenden zwei Aspekte: Erstens ist die Einführung von Geräten und Materialien in direktem Kontakt (direkte Einführung); Zweitens ist die Einführung von metallischen Abfällen in der Luft in das Material (indirekte Einführung). Im Folgenden werden die Unterschiede zwischen den beiden Einführungsmethoden detailliert analysiert:

a. 直接引入

Die wichtigsten Prozesse der positiven Materialproduktionslinie sind: Mischen, Braten und Zerkleinern, die Geräte sind vor allem Mischer, Rollenofen und Zerkleiner. Im Allgemeinen können Metallteile, die direkt mit dem Material in Kontakt stehen, ein direktes Einführungsrisiko verursachen. Die Komponenten, die eine kontinuierliche relative Bewegung des Materials haben, haben eine größere Wahrscheinlichkeit, Verschleiß zu erzeugen, für rote Linienbereiche, die einen Schwerpunktschutz erfordern; Komponenten, die keine kontinuierliche relative Bewegung des Materials haben, müssen auch die erforderlichen Schutzmaßnahmen ergreifen.

b. Indirekte Einführung

Die Quelle der indirekten Einführung ist komplexer, die flüchtigen Abfälle in der Luft können durch Abnutzung von Geräteteilen entstehen, können auch von der äußeren Umgebung oder sogar von Menschen eingeführt werden, so dass es schwieriger ist, sie zu kontrollieren.

Es gibt mehrere allgemeine Regeln für den Schutz von Fremdmetallen bei der Konstruktion von positiven Materiallinien: Alle Teile der Produktionslinie, die direkt mit dem Material in Kontakt stehen, müssen nicht-metallische Materialien oder eine Spritzbeschichtung auf der Oberfläche eines metallischen Substrats schützen.

Um zu verhindern, dass Fremdkörper in der äußeren Umgebung in die Werkstatt von positiven Materialien eintreten, werden in der Regel die folgenden Aspekte kontrolliert:

1. Die Türen und Fenster der Werkstatt sind dicht geschlossen, das neue Windsystem installiert wird, der neue Wind wird nach einer effizienten Filterfiltration in die Werkstatt eingeführt, die neue Luftmenge ist etwas größer als die Abluftmenge, und die Werkstatt behält einen mikropositiven Druck von + 3 Pa ~ + 5 Pa;

2. Werkstatttüren mit doppelstöckiger Kettenstruktur und eingebautem Duschraum;

3. in der Werkstatt spezielle Transportwerkzeuge oder Fahrzeuge verwendet werden, außerhalb von Transportwerkzeugen oder Fahrzeugen ist der Eintritt in die Werkstatt verboten;

4. Ausländische Personen müssen Kleidung und Schuhe wechseln, und es ist verboten, Uhren, Schlüssel, Münzen und andere Metallgegenstände in die Werkstatt zu tragen.

5. Der Boden in der Werkstatt wird regelmäßig mit einem permanenten Magnetstab entmagnetisiert;

6. Entwickeln Sie entsprechende Vorschriften und Punktkontrollen und überprüfen Sie regelmäßig den Austausch von Neuluftfiltern;

7. Platzieren Sie spezielle Gefäße in der Werkstatt, regelmäßig überwachen Sie den Spiegel von fliegenden Abfällen in der Umgebung und führen Sie bei Anomalien rechtzeitige Untersuchungen und Korrekturen durch.

03: Wie man Fremdkörper erkennt

Wie erkennt man eigentlich Fremdmetalle? Das Phenom ParticleX basiert auf Scannelektroskopen und Energiespektrometern und ermöglicht die schnelle Identifizierung, Analyse und Klassifizierung von Metallreinheitspartikeln vollständig automatisiert und bietet eine schnelle, genaue und zuverlässige quantitative Datenunterstützung für die Forschung, Entwicklung und Produktion.

Das Arbeitsprinzip besteht darin, Partikel durch die helle und dunkle Linie der Rückstreuungsbildgebung zu identifizieren, die energy-spektrale Komponentenanalyse der Partikel durchzuführen und sie automatisch nach der Partikelform und der Komponenteninformationen zu klassifizieren.

Wie in der folgenden Tabelle dargestellt, wurden Proben mit Siebverfahren gesammelt und die Ergebnisse für den Test von metallischen Fremdstoffen in Lithium-Eisenphosphat mit Phenom ParticleX verwendet. Es kann gesehen werden, dass in der Siebemethode das Hauptmaterial von Lithium-Eisenphosphat die überwiegende Mehrheit der Partikel ausmacht, dessen durchschnittlicher Sauerstoffgehalt 44,2% beträgt, während der Gehalt an Eisenphosphat und Eisenoxid weniger ist, der Sauerstoffgehalt an Eisenphosphat ist weniger, nur 10,6%, und das Eisenoxid enthält keine Komponente von Phosphor.

Statistische Ergebnisse von Fremdkörpern aus Metallen (Screening)

Durchschnittliche Zusammensetzung metallischer Fremdkörper (Siebemethode)

Detaillierte Informationen zu Eisenphosphid automatisch erhältlich

Detaillierte Informationen zum Eisenoxid automatisch erhältlich