作者:西安博爾 發(fā)布日期: 2022-06-17 瀏覽量:
電池研發(fā)實驗室設(shè)計規(guī)劃可實行方案,全球能源危機帶來了新能源產(chǎn)業(yè)的快速崛起,如電能、風(fēng)能、水能、太陽能、潮汐能、地?zé)崮?、氫能、核能和生物質(zhì)能。但目前幾乎所有的新能源都要經(jīng)過一定的能量轉(zhuǎn)換才能被終端設(shè)備使用,導(dǎo)致新能源直接利用的效率較低,這也是新能源行業(yè)亟待解決的問題。
現(xiàn)階段能夠被大量末端設(shè)備使用且可以被其它能源轉(zhuǎn)換的能源只有電能,電氣使用設(shè)備可分為在線式與離線式,在能源轉(zhuǎn)換設(shè)備不能微型化之前,離線式的電氣(電器)設(shè)備都有一個共用特點即需要蓄電池進行儲能。所以未來蓄電池的用量會越來越大,對蓄電池的能量密度比需求越來越高,蓄電池的研發(fā)也必然會是持續(xù)性的,電池研發(fā)類實驗室也將是必不可少的。研發(fā)型實驗室比較特殊,其原因在于此類實驗室知道自己想要的是什么,需要用不同的材料和工藝達到目的,或者已經(jīng)有一定的基礎(chǔ),需要在原有的設(shè)計上進行升級。當(dāng)然大部分的研發(fā)過程都脫離不了材料的應(yīng)用,或驗證新型材料的使用是否能夠達到自己最初的預(yù)期和考慮新型材料應(yīng)用帶來的風(fēng)險能不能徹底解決。蓄電池研發(fā)實驗室設(shè)計同樣面臨著以上的問題,但是蓄電池實驗室面臨的風(fēng)險更大。
電池研發(fā)實驗室基本分為五部分:第一部分為化學(xué)環(huán)節(jié),主要做絕緣材料、陰陽極材料(漿液)的研究與試制。第二部分為物理環(huán)節(jié),主要對材料的物理特性進行分析研究與試制。第三部分為樣品開發(fā)與試制環(huán)節(jié),用新型材料進行試制。第四部分為實驗成品可靠性研究與分析環(huán)節(jié),主要對已經(jīng)制成的試驗品進行各種各種環(huán)境下實際實驗得出數(shù)據(jù),不排除破壞性實驗。第五部分為失效分析環(huán)節(jié),主要用于研究失敗品的分析研究,在失敗的基礎(chǔ)上尋找失敗的原因,從而找出正確的途徑。在蓄電池研發(fā)的可靠性試驗環(huán)節(jié),需要模擬各種極端環(huán)境情況來檢驗研發(fā)的蓄電池實際質(zhì)量與品質(zhì)。所以如果是汽車電池的研發(fā),就要模擬各種極端環(huán)境(比如模擬高溫、低溫)狀態(tài)下的充電與放電。如果在模擬相應(yīng)的外部條件下會爆炸或起火,電池就不能實際應(yīng)用。除此之外還會有其他的可靠性實驗,比如雨淋、鹽霧等實驗。
所有的實驗室都會有風(fēng)險,而電池實驗室的風(fēng)險更大,主要風(fēng)險源在于電池的爆炸與燃燒。電池爆炸的能量來源于瞬間短路所產(chǎn)生的熱量無法釋放而造成的,且電池的容量越大風(fēng)險越大。而電池爆炸主要有以下幾個原因:1、能量過飽和導(dǎo)致的電化學(xué)反應(yīng)形成的絕緣擊穿。2、產(chǎn)品生產(chǎn)干燥過程中溫、濕度超標導(dǎo)致的電化學(xué)反應(yīng)形成的絕緣擊穿。3、絕緣膜絕緣不達標或老化造成的短路隱患。4、涂布過程空氣的塵埃粒子超標埋下隱患。5、混料前端的粒度過大,導(dǎo)致后期封裝過程形成機械損傷造成的隱患。6、在溫濕度變化下原材料之間的熱膨脹系數(shù)不同導(dǎo)致械損傷造成的隱患。7、外力導(dǎo)致的機械損傷(針刺、跌落、震動等)造成的隱患。8、氣壓變化導(dǎo)致的電池內(nèi)部與外部的壓力變化導(dǎo)致械損傷造成的隱患。
根據(jù)以上分析,我們在電池研發(fā)實驗室設(shè)計的時候就有幾個側(cè)重點要注意:1、保障前期第一二部分化學(xué)以及物理分析的準確性,以免在源頭出錯。2、保障樣品試制環(huán)節(jié)的環(huán)境溫濕度、潔凈度與試制工藝完全合格,以免在試制環(huán)節(jié)埋下隱患。3、保障第四部分實驗過程的安全隔離,即使爆炸也不應(yīng)能夠?qū)θ藛T造成傷害,且在實驗區(qū)域以外可以隨時終止實驗。4、確保第五環(huán)節(jié)的實驗外部條件能夠滿足儀器設(shè)備需求與實驗工藝需求,以保障分析的正確性。5、各個環(huán)節(jié)的遠程監(jiān)控、數(shù)據(jù)收集要做到不丟失、不泄密。6、實驗室設(shè)計環(huán)節(jié)應(yīng)考慮工藝不沖突、精度不干擾、承重不超標、使用更方便、安全無風(fēng)險。