電池研發(fā)實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)規(guī)劃可實(shí)行方案,全球能源危機(jī)帶來(lái)了新能源產(chǎn)業(yè)的快速崛起,如電能、風(fēng)能、水能、太陽(yáng)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(guò)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(wèn)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(gè)共用特點(diǎn)即需要蓄電池進(jìn)行儲(chǔ)能。所以未來(lái)蓄電池的用量會(huì)越來(lái)越大,對(duì)蓄電池的能量密度比需求越來(lái)越高,蓄電池的研發(fā)也必然會(huì)是持續(xù)性的,電池研發(fā)類(lèi)實(shí)驗(yàn)室也將是必不可少的。研發(fā)型實(shí)驗(yàn)室比較特殊,其原因在于此類(lèi)實(shí)驗(yàn)室知道自己想要的是什么,需要用不同的材料和工藝達(dá)到目的,或者已經(jīng)有一定的基礎(chǔ),需要在原有的設(shè)計(jì)上進(jìn)行升級(jí)。當(dāng)然大部分的研發(fā)過(guò)程都脫離不了材料的應(yīng)用,或驗(yàn)證新型材料的使用是否能夠達(dá)到自己最初的預(yù)期和考慮新型材料應(yīng)用帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)能不能徹底解決。蓄電池研發(fā)實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)同樣面臨著以上的問(wèn)題,但是蓄電池實(shí)驗(yàn)室面臨的風(fēng)險(xiǎn)更大。
電池研發(fā)實(shí)驗(yàn)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(yáng)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(duì)材料的物理特性進(jìn)行分析研究與試制。第三部分為樣品開(kāi)發(fā)與試制環(huán)節(jié),用新型材料進(jìn)行試制。第四部分為實(shí)驗(yàn)成品可靠性研究與分析環(huán)節(jié),主要對(duì)已經(jīng)制成的試驗(yàn)品進(jìn)行各種各種環(huán)境下實(shí)際實(shí)驗(yàn)得出數(shù)據(jù),不排除破壞性實(shí)驗(yàn)。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(yàn)環(huán)節(jié),需要模擬各種極端環(huán)境情況來(lái)檢驗(yàn)研發(fā)的蓄電池實(shí)際質(zhì)量與品質(zhì)。所以如果是汽車(chē)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(huì)爆炸或起火,電池就不能實(shí)際應(yīng)用。除此之外還會(huì)有其他的可靠性實(shí)驗(yàn),比如雨淋、鹽霧等實(shí)驗(yàn)。
所有的實(shí)驗(yàn)室都會(huì)有風(fēng)險(xiǎn),而電池實(shí)驗(yàn)室的風(fēng)險(xiǎn)更大,主要風(fēng)險(xiǎn)源在于電池的爆炸與燃燒。電池爆炸的能量來(lái)源于瞬間短路所產(chǎn)生的熱量無(wú)法釋放而造成的,且電池的容量越大風(fēng)險(xiǎn)越大。而電池爆炸主要有以下幾個(gè)原因:1、能量過(guò)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(guò)程中溫、濕度超標(biāo)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(dá)標(biāo)或老化造成的短路隱患。4、涂布過(guò)程空氣的塵埃粒子超標(biāo)埋下隱患。5、混料前端的粒度過(guò)大,導(dǎo)致后期封裝過(guò)程形成機(jī)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(jī)械損傷(針刺、跌落、震動(dòng)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?cè)陔姵匮邪l(fā)實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的時(shí)候就有幾個(gè)側(cè)重點(diǎn)要注意:1、保障前期第一二部分化學(xué)以及物理分析的準(zhǔn)確性,以免在源頭出錯(cuò)。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(shí)驗(yàn)過(guò)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(shí)驗(yàn)區(qū)域以外可以隨時(shí)終止實(shí)驗(yàn)。4、確保第五環(huán)節(jié)的實(shí)驗(yàn)外部條件能夠滿足儀器設(shè)備需求與實(shí)驗(yàn)工藝需求,以保障分析的正確性。5、各個(gè)環(huán)節(jié)的遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)收集要做到不丟失、不泄密。6、實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)考慮工藝不沖突、精度不干擾、承重不超標(biāo)、使用更方便、安全無(wú)風(fēng)險(xiǎn)。