การรับรองความปลอดภัยของแบตเตอรี่: บทบาทสำคัญของการออกแบบเซลล์ลิเธียมไอออน
เซลล์แบตเตอรี่เป็นส่วนประกอบหลักของแบตเตอรี่ และประสิทธิภาพด้านความปลอดภัยมีความสำคัญอย่างยิ่ง ประสิทธิภาพด้านความปลอดภัยของเซลล์แบตเตอรี่ส่วนใหญ่รวมถึงการป้องกันการชาร์จไฟเกิน การป้องกันการคายประจุเกิน และการป้องกันกระแสไฟเกิน
หากเซลล์แบตเตอรี่ไม่มีการป้องกันการชาร์จไฟเกิน แบตเตอรี่อาจมีความร้อนมากเกินไปหรือระเบิดได้ในระหว่างการชาร์จ ในทำนองเดียวกัน หากเซลล์แบตเตอรี่ไม่มีการป้องกันการคายประจุมากเกินไป แบตเตอรี่อาจมีความร้อนมากเกินไปและเสียหายระหว่างการคายประจุ การป้องกันกระแสไฟเกินสามารถป้องกันอันตรายที่เกิดจากกระแสไฟเกินได้อย่างมีประสิทธิภาพเมื่อเซลล์แบตเตอรี่ถูกรบกวนจากภายนอก
นอกจากนี้ มุมมองภาคตัดขวางของเซลล์แบตเตอรี่ยังเป็นส่วนสำคัญของประสิทธิภาพด้านความปลอดภัยอีกด้วย วัสดุภายในของเซลล์แบตเตอรี่คุณภาพสูงควรได้รับการจัดเรียงอย่างเรียบร้อยและหนาแน่น โดยไม่มีฟองอากาศหรือช่องว่าง เซลล์แบตเตอรี่ดังกล่าวสามารถทนต่อแรงกดดันได้ดีกว่าเมื่อถูกแรงกระแทกจากภายนอก ซึ่งช่วยลดโอกาสที่จะเกิดความเสียหายได้ ในขณะเดียวกัน ยังสามารถให้ความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้นและอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นอีกด้วย
การชาร์จไฟมากเกินไปเป็นสาเหตุสำคัญของการเกิดเพลิงไหม้แบตเตอรี่ เมื่อเซลล์แบตเตอรี่มีประจุมากเกินไป อิเล็กโทรไลต์ภายในเซลล์อาจสลายตัวและปล่อยก๊าซไวไฟออกมา ก๊าซเหล่านี้สามารถติดไฟทำให้เกิดเพลิงไหม้ได้ การป้องกันการชาร์จไฟเกินถือเป็นสิ่งสำคัญเพื่อป้องกันไม่ให้สิ่งนี้เกิดขึ้น
การป้องกันการชาร์จไฟเกินสามารถทำได้หลายวิธี วิธีการทั่วไปวิธีหนึ่งคือการใช้เครื่องจำกัดแรงดันไฟฟ้า ตัวจำกัดแรงดันไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์ที่จำกัดแรงดันไฟฟ้าที่สามารถจ่ายให้กับเซลล์แบตเตอรี่ได้ เมื่อแรงดันไฟฟ้าถึงเกณฑ์ที่กำหนด ตัวจำกัดแรงดันไฟฟ้าจะถอดแบตเตอรี่ออกจากเครื่องชาร์จ
วิธีการป้องกันการชาร์จไฟเกินทั่วไปอีกวิธีหนึ่งคือการใช้เซ็นเซอร์อุณหภูมิ เซ็นเซอร์อุณหภูมิจะตรวจสอบอุณหภูมิของเซลล์แบตเตอรี่ เมื่ออุณหภูมิถึงเกณฑ์ที่กำหนด เซ็นเซอร์อุณหภูมิจะถอดแบตเตอรี่ออกจากเครื่องชาร์จ
การคายประจุมากเกินไปเป็นอีกสาเหตุสำคัญที่ทำให้เกิดไฟไหม้แบตเตอรี่ เมื่อเซลล์แบตเตอรี่คายประจุมากเกินไป แรงดันไฟฟ้าภายในเซลล์อาจลดลงต่ำกว่าเกณฑ์ที่กำหนด ซึ่งอาจสร้างความเสียหายให้กับเซลล์แบตเตอรี่และทำให้เซลล์ไม่เสถียรได้ การป้องกันการคายประจุมากเกินไปถือเป็นสิ่งสำคัญเพื่อป้องกันไม่ให้สิ่งนี้เกิดขึ้น
การป้องกันการคายประจุเกินสามารถทำได้หลายวิธี วิธีการทั่วไปวิธีหนึ่งคือการใช้เครื่องจำกัดแรงดันไฟฟ้า ตัวจำกัดแรงดันไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์ที่จำกัดแรงดันไฟฟ้าที่สามารถดึงออกมาจากเซลล์แบตเตอรี่ได้ เมื่อแรงดันไฟฟ้าถึงเกณฑ์ที่กำหนด ตัวจำกัดแรงดันไฟฟ้าจะปลดแบตเตอรี่ออกจากโหลด
วิธีการป้องกันการคายประจุมากเกินไปโดยทั่วไปอีกวิธีหนึ่งคือการใช้เซ็นเซอร์อุณหภูมิ เซ็นเซอร์อุณหภูมิจะตรวจสอบอุณหภูมิของเซลล์แบตเตอรี่ เมื่ออุณหภูมิถึงเกณฑ์ที่กำหนด เซ็นเซอร์อุณหภูมิจะถอดแบตเตอรี่ออกจากโหลด
กระแสไฟเกินอาจทำให้เกิดไฟไหม้แบตเตอรี่ได้ เมื่อเซลล์แบตเตอรี่ได้รับกระแสไฟฟ้ามากเกินไป ความร้อนที่เกิดจากกระแสไฟอาจทำให้เซลล์แบตเตอรี่ร้อนเกินไปได้ การป้องกันกระแสไฟเกินถือเป็นสิ่งสำคัญเพื่อป้องกันไม่ให้สิ่งนี้เกิดขึ้น
การป้องกันกระแสเกินสามารถทำได้หลายวิธี วิธีการทั่วไปวิธีหนึ่งคือการใช้ฟิวส์ ฟิวส์คืออุปกรณ์ที่ละลายเมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านมากเกินไป วิธีนี้จะปลดแบตเตอรี่ออกจากโหลดและป้องกันไม่ให้เซลล์แบตเตอรี่ร้อนเกินไป
อีกวิธีทั่วไปในการป้องกันกระแสเกินคือการใช้เบรกเกอร์ เซอร์กิตเบรกเกอร์เป็นอุปกรณ์ที่เปิดวงจรเมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านมากเกินไป นอกจากนี้ยังจะปลดแบตเตอรี่ออกจากโหลดและป้องกันไม่ให้เซลล์แบตเตอรี่ร้อนเกินไป
มุมมองภาคตัดขวางของเซลล์แบตเตอรี่ยังให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับประสิทธิภาพด้านความปลอดภัยอีกด้วย เซลล์แบตเตอรี่คุณภาพสูงจะมีวัสดุภายในจัดเรียงอย่างประณีตและหนาแน่น ซึ่งจะช่วยป้องกันไม่ให้เซลล์แบตเตอรี่ไม่เสถียรหากถูกแรงกระแทกจากแรงภายนอก
เซลล์แบตเตอรี่คุณภาพสูงจะไม่มีฟองอากาศหรือช่องว่างในวัสดุภายใน ฟองอากาศและช่องว่างสามารถเป็นช่องทางสำหรับการไหลของกระแสไฟฟ้า ซึ่งอาจเพิ่มความเสี่ยงของกระแสไฟเกินและความร้อนสูงเกินไป
ความปลอดภัยของเซลล์แบตเตอรี่ถือเป็นประเด็นสำคัญที่ควรให้ความสำคัญอย่างจริงจัง ด้วยการใช้การป้องกันการชาร์จเกิน การป้องกันการคายประจุเกิน และการป้องกันกระแสเกินอย่างเหมาะสม ผู้ผลิตแบตเตอรี่สามารถช่วยป้องกันไฟไหม้แบตเตอรี่และมั่นใจในความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์ของตน
นอกเหนือจากคุณสมบัติด้านความปลอดภัยหลักสามประการที่กล่าวถึงข้างต้นแล้ว เซลล์แบตเตอรี่ยังสามารถออกแบบร่วมกับคุณสมบัติอื่นๆ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพด้านความปลอดภัยได้อีกด้วย ตัวอย่างเช่น เซลล์แบตเตอรี่บางเซลล์ได้รับการออกแบบให้มีระบบการจัดการระบายความร้อนในตัว ระบบนี้ช่วยกระจายความร้อนออกจากเซลล์แบตเตอรี่ซึ่งสามารถช่วยป้องกันความร้อนสูงเกินไปได้
เซลล์แบตเตอรี่อื่นๆ ได้รับการออกแบบให้มีการเคลือบสารหน่วงไฟ สารเคลือบนี้ช่วยป้องกันการแพร่กระจายของไฟในกรณีที่เกิดเพลิงไหม้จากแบตเตอรี่
ด้วยการผสมผสานคุณสมบัติด้านความปลอดภัยเพิ่มเติมเหล่านี้ ผู้ผลิตแบตเตอรี่จึงสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพด้านความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์ของตนให้ดียิ่งขึ้นได้
