লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারির ঝুঁকি এবং নিরাপত্তা প্রযুক্তি (2)

3. নিরাপত্তা প্রযুক্তি

যদিও লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারিগুলির অনেকগুলি লুকানো বিপদ রয়েছে, ব্যবহারের নির্দিষ্ট শর্তে এবং নির্দিষ্ট ব্যবস্থাগুলির সাথে, তারা কার্যকরভাবে তাদের নিরাপদ ব্যবহার নিশ্চিত করতে ব্যাটারি কোষে পার্শ্ব প্রতিক্রিয়া এবং হিংসাত্মক প্রতিক্রিয়াগুলিকে নিয়ন্ত্রণ করতে পারে৷লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারির জন্য সাধারণত ব্যবহৃত বেশ কয়েকটি নিরাপত্তা প্রযুক্তির সংক্ষিপ্ত ভূমিকা নিচে দেওয়া হল।

(1) উচ্চ নিরাপত্তা ফ্যাক্টর সহ কাঁচামাল নির্বাচন করুন

ইতিবাচক এবং নেতিবাচক পোলার সক্রিয় উপকরণ, ডায়াফ্রাম সামগ্রী এবং উচ্চতর নিরাপত্তা ফ্যাক্টর সহ ইলেক্ট্রোলাইট নির্বাচন করা উচিত।

ক) ইতিবাচক উপাদান নির্বাচন

ক্যাথোড সামগ্রীর নিরাপত্তা প্রধানত নিম্নলিখিত তিনটি দিকের উপর ভিত্তি করে:

1. উপকরণের থার্মোডাইনামিক স্থায়িত্ব;

2. উপকরণ রাসায়নিক স্থায়িত্ব;

3. পদার্থের ভৌত বৈশিষ্ট্য।

খ) ডায়াফ্রাম উপকরণ নির্বাচন

ডায়াফ্রামের প্রধান কাজ হল ব্যাটারির ইতিবাচক এবং নেতিবাচক ইলেক্ট্রোডগুলিকে আলাদা করা, ইতিবাচক এবং নেতিবাচক ইলেক্ট্রোডগুলির মধ্যে যোগাযোগের কারণে সৃষ্ট শর্ট সার্কিট প্রতিরোধ করা এবং ইলেক্ট্রোলাইট আয়নগুলিকে অতিক্রম করতে সক্ষম করা, অর্থাৎ এটিতে ইলেকট্রনিক নিরোধক এবং আয়ন রয়েছে। পরিবাহিতালিথিয়াম আয়ন ব্যাটারির জন্য ডায়াফ্রাম নির্বাচন করার সময় নিম্নলিখিত বিষয়গুলি লক্ষ করা উচিত:

1. ইতিবাচক এবং নেতিবাচক ইলেক্ট্রোডগুলির যান্ত্রিক বিচ্ছিন্নতা নিশ্চিত করার জন্য এটিতে বৈদ্যুতিন নিরোধক রয়েছে;

2. কম প্রতিরোধের এবং উচ্চ আয়নিক পরিবাহিতা নিশ্চিত করার জন্য এটির একটি নির্দিষ্ট অ্যাপারচার এবং ছিদ্র রয়েছে;

3. ডায়াফ্রাম উপাদান যথেষ্ট রাসায়নিক স্থিতিশীলতা থাকতে হবে এবং ইলেক্ট্রোলাইট ক্ষয় প্রতিরোধী হতে হবে;

4. ডায়াফ্রামের স্বয়ংক্রিয় শাটডাউন সুরক্ষার কাজ থাকবে;

5. ডায়াফ্রামের তাপীয় সংকোচন এবং বিকৃতি যতটা সম্ভব ছোট হতে হবে;

6. ডায়াফ্রামের একটি নির্দিষ্ট বেধ থাকতে হবে;

7. ডায়াফ্রামের শক্তিশালী শারীরিক শক্তি এবং যথেষ্ট খোঁচা প্রতিরোধ ক্ষমতা থাকতে হবে।

গ) ইলেক্ট্রোলাইট নির্বাচন

ইলেক্ট্রোলাইট হল লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারির একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশ, যা ব্যাটারির ইতিবাচক এবং নেতিবাচক ইলেক্ট্রোডের মধ্যে কারেন্ট প্রেরণ এবং পরিচালনার ভূমিকা পালন করে।লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারিতে ব্যবহৃত ইলেক্ট্রোলাইট হল একটি ইলেক্ট্রোলাইট দ্রবণ যা জৈব এপ্রোটিক মিশ্র দ্রাবকগুলিতে উপযুক্ত লিথিয়াম লবণ দ্রবীভূত করে তৈরি হয়।এটি সাধারণত নিম্নলিখিত প্রয়োজনীয়তা পূরণ করবে:

1. ভাল রাসায়নিক স্থিতিশীলতা, ইলেক্ট্রোড সক্রিয় পদার্থ, সংগ্রাহক তরল এবং মধ্যচ্ছদা সঙ্গে কোন রাসায়নিক প্রতিক্রিয়া;

2. একটি বিস্তৃত ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল উইন্ডো সহ ভাল ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল স্থায়িত্ব;

3. উচ্চ লিথিয়াম আয়ন পরিবাহিতা এবং কম ইলেকট্রনিক পরিবাহিতা;

4. তরল তাপমাত্রা বিস্তৃত পরিসীমা;

5. এটি নিরাপদ, অ-বিষাক্ত এবং পরিবেশ বান্ধব।

(2) ঘরের সামগ্রিক নিরাপত্তা নকশা শক্তিশালী করুন

ব্যাটারি সেল হল সেই লিঙ্ক যা ব্যাটারির বিভিন্ন উপকরণ এবং পজিটিভ পোল, নেগেটিভ পোল, ডায়াফ্রাম, লগ এবং প্যাকেজিং ফিল্মকে একত্রিত করে।কোষের কাঠামোর নকশা শুধুমাত্র বিভিন্ন উপকরণের কর্মক্ষমতাকে প্রভাবিত করে না, তবে সামগ্রিক বৈদ্যুতিক রাসায়নিক কর্মক্ষমতা এবং ব্যাটারির নিরাপত্তা কর্মক্ষমতার উপর একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রভাব ফেলে।উপকরণ নির্বাচন এবং মূল কাঠামোর নকশা স্থানীয় এবং সমগ্রের মধ্যে এক ধরনের সম্পর্ক মাত্র।মূল নকশায়, যুক্তিসঙ্গত কাঠামো মোড উপাদান বৈশিষ্ট্য অনুযায়ী প্রণয়ন করা উচিত.

এছাড়াও, লিথিয়াম ব্যাটারি কাঠামোর জন্য কিছু অতিরিক্ত প্রতিরক্ষামূলক ডিভাইস বিবেচনা করা যেতে পারে।সাধারণ প্রতিরক্ষামূলক প্রক্রিয়াগুলি নিম্নরূপ:

ক) সুইচ উপাদান গৃহীত হয়.যখন ব্যাটারির ভিতরের তাপমাত্রা বাড়বে, তখন এর প্রতিরোধের মান সেই অনুযায়ী বাড়বে।তাপমাত্রা খুব বেশি হলে, পাওয়ার সাপ্লাই স্বয়ংক্রিয়ভাবে বন্ধ হয়ে যাবে;

খ) একটি নিরাপত্তা ভালভ সেট করুন (অর্থাৎ, ব্যাটারির শীর্ষে এয়ার ভেন্ট)।যখন ব্যাটারির অভ্যন্তরীণ চাপ একটি নির্দিষ্ট মান পর্যন্ত বেড়ে যায়, তখন ব্যাটারির নিরাপত্তা নিশ্চিত করতে নিরাপত্তা ভালভ স্বয়ংক্রিয়ভাবে খুলবে।

বৈদ্যুতিক মূল কাঠামোর সুরক্ষা নকশার কিছু উদাহরণ এখানে রয়েছে:

1. ইতিবাচক এবং নেতিবাচক মেরু ক্ষমতা অনুপাত এবং নকশা আকার স্লাইস

ইতিবাচক এবং নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড উপাদানের বৈশিষ্ট্য অনুযায়ী ইতিবাচক এবং ঋণাত্মক ইলেক্ট্রোডের উপযুক্ত ক্ষমতা অনুপাত নির্বাচন করুন।কোষের ইতিবাচক এবং নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড ক্ষমতার অনুপাত লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারির নিরাপত্তার সাথে সম্পর্কিত একটি গুরুত্বপূর্ণ লিঙ্ক।যদি ইতিবাচক ইলেক্ট্রোডের ক্ষমতা খুব বেশি হয় তবে ধাতব লিথিয়াম নেতিবাচক ইলেক্ট্রোডের পৃষ্ঠে জমা হবে, অন্যদিকে যদি নেতিবাচক ইলেক্ট্রোডের ক্ষমতা খুব বেশি হয় তবে ব্যাটারির ক্ষমতা ব্যাপকভাবে নষ্ট হয়ে যাবে।সাধারণত, N/P=1.05-1.15, এবং প্রকৃত ব্যাটারির ক্ষমতা এবং নিরাপত্তার প্রয়োজনীয়তা অনুযায়ী উপযুক্ত নির্বাচন করা হবে।বড় এবং ছোট টুকরাগুলি এমনভাবে ডিজাইন করা উচিত যাতে নেতিবাচক পেস্টের (সক্রিয় পদার্থ) অবস্থানটি ইতিবাচক পেস্টের অবস্থানকে ঘেরাও করে (ছাড়ে)।সাধারণত, প্রস্থ 1 ~ 5 মিমি বড় এবং দৈর্ঘ্য 5 ~ 10 মিমি বড় হতে হবে।

2. ডায়াফ্রাম প্রস্থের জন্য ভাতা

ডায়াফ্রাম প্রস্থ ডিজাইনের সাধারণ নীতি হল ইতিবাচক এবং নেতিবাচক ইলেক্ট্রোডের মধ্যে সরাসরি যোগাযোগের কারণে অভ্যন্তরীণ শর্ট সার্কিট প্রতিরোধ করা।যেহেতু ডায়াফ্রামের তাপীয় সংকোচনের ফলে ব্যাটারি চার্জিং এবং ডিসচার্জিংয়ের সময় এবং থার্মাল শক এবং অন্যান্য পরিবেশে ডায়াফ্রামের দৈর্ঘ্য এবং প্রস্থের দিক থেকে বিকৃতি ঘটে, তাই ডায়াফ্রামের ভাঁজ এলাকার মেরুকরণ পজিটিভের মধ্যে দূরত্ব বৃদ্ধির কারণে বৃদ্ধি পায়। এবং নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড;মধ্যচ্ছদা পাতলা হওয়ার কারণে ডায়াফ্রামের প্রসারিত এলাকায় মাইক্রো শর্ট সার্কিটের সম্ভাবনা বৃদ্ধি পায়;ডায়াফ্রামের প্রান্তে সংকোচনের ফলে ইতিবাচক এবং নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড এবং অভ্যন্তরীণ শর্ট সার্কিটের মধ্যে সরাসরি যোগাযোগ হতে পারে, যা ব্যাটারির তাপীয় পলায়নের কারণে বিপদের কারণ হতে পারে।অতএব, ব্যাটারি ডিজাইন করার সময়, ডায়াফ্রামের এলাকা এবং প্রস্থ ব্যবহারে এর সংকোচনের বৈশিষ্ট্যগুলি অবশ্যই বিবেচনায় নেওয়া উচিত।আইসোলেশন ফিল্মটি অ্যানোড এবং ক্যাথোডের চেয়ে বড় হওয়া উচিত।প্রক্রিয়া ত্রুটি ছাড়াও, বিচ্ছিন্ন ফিল্মটি ইলেক্ট্রোড টুকরার বাইরের দিকের চেয়ে কমপক্ষে 0.1 মিমি লম্বা হতে হবে।

3. নিরোধক চিকিত্সা

অভ্যন্তরীণ শর্ট সার্কিট লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির সম্ভাব্য নিরাপত্তা ঝুঁকির একটি গুরুত্বপূর্ণ কারণ।অনেক সম্ভাব্য বিপজ্জনক অংশ রয়েছে যা ঘরের কাঠামোগত নকশায় অভ্যন্তরীণ শর্ট সার্কিট সৃষ্টি করে।তাই, অস্বাভাবিক পরিস্থিতিতে ব্যাটারিতে অভ্যন্তরীণ শর্ট সার্কিট প্রতিরোধ করার জন্য এই মূল অবস্থানগুলিতে প্রয়োজনীয় ব্যবস্থা বা নিরোধক সেট করা উচিত, যেমন ইতিবাচক এবং নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড কানের মধ্যে প্রয়োজনীয় ব্যবধান বজায় রাখা;অন্তরক টেপ একক প্রান্তের মাঝখানে অ-পেস্ট অবস্থানে আটকানো হবে, এবং সমস্ত উন্মুক্ত অংশগুলি আবৃত করা হবে;ইতিবাচক অ্যালুমিনিয়াম ফয়েল এবং নেতিবাচক সক্রিয় পদার্থের মধ্যে অন্তরক টেপ আটকানো হবে;লগের ঢালাই অংশ সম্পূর্ণরূপে অন্তরক টেপ দিয়ে আবৃত করা উচিত;বৈদ্যুতিক কোরের উপরে অন্তরক টেপ ব্যবহার করা হয়।

4. নিরাপত্তা ভালভ সেট করা (চাপ ত্রাণ ডিভাইস)

লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারিগুলি বিপজ্জনক, সাধারণত অভ্যন্তরীণ তাপমাত্রা খুব বেশি বা চাপের কারণে বিস্ফোরণ এবং আগুনের কারণ হয়;যুক্তিসঙ্গত চাপ ত্রাণ ডিভাইস বিপদের ক্ষেত্রে দ্রুত ব্যাটারির ভিতরে চাপ এবং তাপ ছেড়ে দিতে পারে এবং বিস্ফোরণের ঝুঁকি কমাতে পারে।যুক্তিসঙ্গত চাপ ত্রাণ ডিভাইস স্বাভাবিক অপারেশন চলাকালীন শুধুমাত্র ব্যাটারির অভ্যন্তরীণ চাপ মেটাবে না, কিন্তু অভ্যন্তরীণ চাপ বিপদ সীমায় পৌঁছে গেলে চাপ ছেড়ে দেওয়ার জন্য স্বয়ংক্রিয়ভাবে খুলে যাবে।অভ্যন্তরীণ চাপ বৃদ্ধির কারণে ব্যাটারি শেলের বিকৃতির বৈশিষ্ট্য বিবেচনা করে চাপ ত্রাণ ডিভাইসের সেটিং অবস্থান ডিজাইন করা হবে;নিরাপত্তা ভালভের নকশা ফ্লেক্স, প্রান্ত, seams এবং nicks দ্বারা উপলব্ধি করা যেতে পারে.

(3) প্রক্রিয়া স্তর উন্নত

কোষের উৎপাদন প্রক্রিয়াকে মানসম্মত ও প্রমিত করার চেষ্টা করতে হবে।মেশানো, আবরণ, বেকিং, কমপ্যাকশন, স্লিটিং এবং উইন্ডিং এর ধাপে, প্রমিতকরণ (যেমন ডায়াফ্রামের প্রস্থ, ইলেক্ট্রোলাইট ইনজেকশন ভলিউম, ইত্যাদি) প্রণয়ন করে, প্রক্রিয়ার উপায়গুলি উন্নত করে (যেমন নিম্ন চাপের ইনজেকশন পদ্ধতি, সেন্ট্রিফিউগাল প্যাকিং পদ্ধতি ইত্যাদি) , প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণে একটি ভাল কাজ করুন, প্রক্রিয়ার গুণমান নিশ্চিত করুন এবং পণ্যগুলির মধ্যে পার্থক্য সংকুচিত করুন;নিরাপত্তাকে প্রভাবিত করে এমন গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপগুলিতে বিশেষ কাজের পদক্ষেপগুলি সেট করুন (যেমন ইলেক্ট্রোড টুকরা ডিবারিং, পাউডার ঝাড়ু, বিভিন্ন উপকরণের জন্য বিভিন্ন ঢালাই পদ্ধতি ইত্যাদি), মানসম্মত মান পর্যবেক্ষণ বাস্তবায়ন, ত্রুটিপূর্ণ অংশগুলি দূর করা এবং ত্রুটিযুক্ত পণ্যগুলি দূর করা (যেমন বিকৃতি ইলেক্ট্রোড টুকরা, ডায়াফ্রাম পাংচার, সক্রিয় উপাদান পড়ে যাওয়া, ইলেক্ট্রোলাইট ফুটো ইত্যাদি);প্রোডাকশন সাইটটি পরিষ্কার ও পরিপাটি রাখুন, 5S ব্যবস্থাপনা এবং 6-সিগমা মান নিয়ন্ত্রণ বাস্তবায়ন করুন, অমেধ্য এবং আর্দ্রতা উৎপাদনে মিশে যাওয়া থেকে প্রতিরোধ করুন এবং নিরাপত্তার ক্ষেত্রে উৎপাদনে দুর্ঘটনার প্রভাব কমিয়ে দিন।