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Warum es häufig zu Explosionen von Lithiumbatterien kommt und wie man deren Sicherheit und Zuverlässigkeit gewährleistet

23 Nov, 2023

By hoppt

Mit dem rasanten technologischen Fortschritt sind Lithiumbatterien zu unverzichtbaren Energiespeicherträgern in der modernen Gesellschaft geworden. Ihre weit verbreitete Verwendung hat jedoch zunehmende Sicherheits- und Zuverlässigkeitsbedenken ans Licht gebracht, da jährlich über Explosionen und Brände von Lithiumbatterien, insbesondere in Elektrofahrzeugen, berichtet wird. Dieser Artikel befasst sich mit den Gründen für diese Vorfälle und bietet Lösungen für Unternehmen, um diese Sicherheitsherausforderungen effektiv zu bewältigen.

Lithiumbatterien verstehen

Um die Sicherheitsaspekte von Lithiumbatterien zu verstehen, ist es wichtig, zunächst deren Grundstruktur und Funktionsprinzip zu verstehen. Lithiumbatterien bestehen aus Kathodenmaterialien, Anodenmaterialien, Elektrolyten und Separatoren. Die Kathoden- und Anodenmaterialien speichern und geben Energie ab, der Elektrolyt erleichtert den Lithium-Ionen-Transfer und der Separator verhindert Kurzschlüsse.

Allerdings sind Lithiumbatterien nicht ohne Sicherheitsrisiken. Überladung, Tiefentladung, Kurzschlüsse, hohe Temperaturen und mechanische Schäden können zu Sicherheitsvorfällen führen.

Einflussfaktoren auf die Zuverlässigkeit von Lithiumbatterien

Mehrere Faktoren beeinflussen die Zuverlässigkeit von Lithiumbatterien. Ein wichtiger Faktor ist die Umgebungstemperatur, bei der hohe Temperaturen die Leistung beeinträchtigen und Unfälle verursachen können, während niedrige Temperaturen die Lade- und Entladeeffizienz und die Lebensdauer beeinträchtigen können. Weitere Faktoren sind Lade-/Entladeraten, Zyklenzahlen und Speicherdauer.

Gängige Sicherheits- und Zuverlässigkeitstests für Lithiumbatterien

  1. Visuelle Inspektion: Prüft auf mechanische Beschädigungen, Kratzer, Verformungen usw.
  2. Dimensionsmessung: Stellt sicher, dass die Batterieabmessungen den Designspezifikationen entsprechen.
  3. Luftdichtheitstest: Überprüft die Integrität der Batteriedichtung, um Lecks oder interne chemische Reaktionen zu verhindern.
  4. Isolationswiderstandsprüfung: Stellt sicher, dass während des Gebrauchs keine Kurzschlüsse oder elektrischen Gefahren entstehen.
  5. Überlade-/Entladetest: Bewertet die Leistung unter verschiedenen Ladezuständen, einschließlich Lade-/Entladeraten und Zykluslebensdauer.
  6. Hochtemperatur-Lagertest: Bewertet die Leistung bei hohen Temperaturen.
  7. Niedertemperatur-Lagerungstest: Bewertet die Leistung in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen.
  8. Zykluslebenstest: Simuliert Lade- und Entladezyklen zur Beurteilung der Zuverlässigkeit.
  9. Mechanischer Schlagtest: Untersucht die Stabilität unter mechanischen Stößen.
  10. Vibrations Test: Überprüft die Stabilität während des Transports oder der Verwendung.

Die Sicherheit von Lithiumbatterien ist während ihrer gesamten Nutzung ein entscheidender Aspekt. Für die Sicherheitsprüfung von Lithiumbatterien wurden nationale und internationale Standards festgelegt, die verlangen, dass Batterien während der Tests feuerfest, explosionssicher und auslaufsicher sind und eine intakte Verpackung aufweisen.

Gemeinsame Prüfstandards:

  • GB/T31485-2015 „Anforderungen und Prüfmethoden für die Sicherheit von Leistungsbatterien für Elektrofahrzeuge“
  • GB 31241-2014 „Sicherheitsanforderungen für Lithium-Ionen-Batterien und Batteriepacks für tragbare elektronische Produkte“
  • UN38.3 „Prüfung und Kriterien für Lithiumbatterien und Batteriepacks“
  • UL1642 „Sicherheitsstandard für Lithiumbatterien“
  • IEC62133-2012 „Sicherheitsanforderungen für tragbare versiegelte alkalische oder andere säurefreie Elektrolyt-Sekundärzellen und -Batterien (Abschnitt Lithiumbatterie)“
  • GB 21966-2008 „Sicherheitsanforderungen für Lithium-Primärbatterien und -Zellen im Transport“
  • GB/T 8897.4-2008 „Sicherheitsanforderungen für Lithiumbatterien – Teil 4: Primärbatterien“
  • GB/T 36672-2018 „Lithium-Ionen-Batterien für Elektromotorräder und Elektromopeds“
  • GB/T31467.3 „Sicherheitsanforderungen und Testmethoden für Lithium-Ionen-Batteriepacks und -systeme für Elektrofahrzeuge“

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die strikte Einhaltung von Standards wie GB/T31241, GB/T38031 und anderen für die physische und Zuverlässigkeitsprüfung neuer Energiebatterien von entscheidender Bedeutung ist. HOPPT BATTERY kann Kunden dabei unterstützen, die Sicherheit und Zuverlässigkeit von Lithiumbatterien zu verbessern, ihre Anwendung und Entwicklung in verschiedenen Bereichen zu fördern und bei der Erforschung innovativer Produkte und der Optimierung der Produktleistung zu helfen.

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