電池安全警鐘長(cháng)鳴 制造安全指南將從源端遏制事故發(fā)生
“從去年十月份起,我們就努力研究鋰離子電池安全性問(wèn)題。制定安全性指南的主要目的是消除起火等嚴重隱患?!备皇客ㄖ晔綍?huì )社副總裁Masami Yamamoto透露。去年秋天,日本電子與信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì )(JEITA)和日本電池協(xié)會(huì )(BAJ)組建了一個(gè)安全委員會(huì ),Yamamoto擔任該委員會(huì )主席。
下一步,該委員會(huì )計劃把指南服務(wù)的對象擴展到筆記本以外的其它設備,如手機?!暗改喜⒉淮蛩汴U明去年出現的各種過(guò)熱問(wèn)題的原因,也不會(huì )提供具體案例的實(shí)際解決方案??提供對策是各個(gè)供應商的責任?!盉AJ便攜式可再充電電池事業(yè)部主席Kensuke Nakatani表示,“指南不是用來(lái)解決每個(gè)具體問(wèn)題,而是提供預防措施?!?
指南覆蓋了三大主要領(lǐng)域:電池芯設計、電池封裝設計,以及測量與評估標準。BAJ團隊主要的工作是研究電池芯設計要求,JEITA團隊負責
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指南對電池制造商提出了基本要求,即確定生產(chǎn)流程,不允許外部金屬顆粒進(jìn)入電池芯?;旌辖饘兕w粒后會(huì )導致內部短路。
如果內部短路不可避免,指南要求制造商巧妙地設計電池芯的結構和材料,使電池芯不容易過(guò)熱。制造商所采用的電池芯結構和材料,必須在指南所規定的測試與評估方法下驗證通過(guò)。
指南還定義了每個(gè)電池芯的安全范圍。針對廣泛使用的采用LiCo02陽(yáng)極的鋰離子電池芯,指南設置了4.25V的最高充電電壓。工作溫度范圍設在10℃到45℃之間。
設置高壓極限的依據是LiCo02晶格轉換的可逆反應。超過(guò)4.25V時(shí),晶格會(huì )受到損壞,并不再具有可逆性。
“指南定義了最高的可充電電壓,但沒(méi)有定義如何充電。這由電腦供應商自己確定?!彼髂峁灸茉礃I(yè)務(wù)部副總經(jīng)理Koji Sekai指出。
如果電腦供應商嚴格遵循這份指南,他們會(huì )發(fā)現實(shí)際上不可能進(jìn)行快速充電,因為快速充電通常比正常充電需要更高的電壓。
電池芯測試通常是在生產(chǎn)過(guò)程中完成的。為了提高安全性,這份指南建議增加一種新測試,測試對象使用充好電的電池芯。測試時(shí),在電極之間故意插入一個(gè)金屬顆粒,然后按壓使其產(chǎn)生短路。通過(guò)測試可以觀(guān)察到內部短路電源芯的狀態(tài)。
在筆記本電腦中,鋰離子電池并不是單個(gè)使用的,而是把多個(gè)電池芯集結在一個(gè)封裝中。通常兩個(gè)電池芯并聯(lián)在一起形成塊狀,然后幾個(gè)塊再進(jìn)行串連。這也是指南的電池封裝設計所要求的。
指南在多個(gè)方面詳細說(shuō)明了避免熱失控的方法,例如塊的版圖設計、基于每個(gè)塊(不是每個(gè)封裝)的精確充電電壓控制、以及控制電路板與電池芯的隔離等。
JEITA和BAJ都提出,希望通過(guò)IEC的在日本的附屬委員會(huì )來(lái)把他們制定的指南提交給IEC SA-21和IEC TC-108委員會(huì )。
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