Tôi sẽ bỏ qua bài giảng hóa học. Nếu bạn đang tìm kiếm nội dung này, có thể bạn đã biết lithium iron phosphate có cấu hình nhiệt tốt hơn NMC hoặc NCA. Điều bạn thực sự muốn biết là liệu thứ này có đốt cháy nhà kho của bạn hay không và làm cách nào để chứng minh với công ty bảo hiểm rằng điều đó sẽ không xảy ra.
Câu trả lời ngắn gọn: LiFePO4 được sản xuất đúng cách với đủ BMS
bảo vệ thực sự an toàn cho sử dụng công nghiệp. Nhưng "được sản xuất đúng cách" có ý nghĩa rất lớn trong câu đó.
Tôi đã dành nhiều năm triển khai những loại pin này trong xe nâng, AGV và thiết bị hỗ trợ mặt đất ở sân bay. Trường hợp an toàn là mạnh mẽ. Vấn đề là thị trường tràn ngập các sản phẩm trông giống hệt nhau trên bảng thông số kỹ thuật nhưng có độ tin cậy-thực tế rất khác nhau. Bài viết này nói về cách phân biệt.
Một sự thật về hóa học bạn cần biết
Khi pin NMC bị thoát nhiệt, cực âm sẽ giải phóng oxy. Ngọn lửa tự nuôi sống chính nó. Khi nó bắt đầu, bạn sẽ sơ tán khỏi tòa nhà.
LiFePO4 không làm được điều này. Các liên kết sắt-photphat trong cấu trúc tinh thể olivin không bị phá vỡ và giải phóng oxy ở nhiệt độ cao. Không có oxy giải phóng có nghĩa là ngọn lửa không thể tự duy trì mãi mãi.
| tham số | LiFePO4 | NMC | Điều này có nghĩa là gì |
|---|---|---|---|
| Bắt đầu thoát nhiệt | 270 độ | 150-210 độ | Biên độ rộng hơn trước khi mọi thứ trở nên sai lầm |
| Tốc độ tăng nhiệt độ | Đường cơ sở | ~ nhanh hơn gấp 9 lần | Giây so với phút để phản hồi |
| lan truyền mô-đun | Đường cơ sở | ~ nhanh hơn gấp 5 lần | Một ô bị lỗi so với toàn bộ gói bị lỗi |
Nguồn: Lei và cộng sự, iScience; Điện tử MDPI 2023
Đó là về hóa học. Mọi thứ khác là kỹ thuật và kiểm soát chất lượng.
Điều gì thực sự gây ra sự cố
Tôi đã điều tra bảy sự cố về pin trong vòng năm năm qua. Đây là những gì tôi tìm thấy:
Ba vấn đề về kết nối.Bụi tích tụ, tiếp xúc kém, quá nhiệt cục bộ. Không có gì liên quan đến chính các tế bào. Một trong những trường hợp này đã xảy ra tại một nhà máy chế biến thực phẩm-bụi bột mì lọt vào đầu nối sạc trong hơn 8 tháng. Cách khắc phục là một chiếc nắp chống bụi trị giá 15 đô la lẽ ra phải có ngay từ đầu.
Hai người đang xử lý thiệt hại.Xe nâng đâm vào đồ đạc. Pin bị rơi. Vỏ bên ngoài trông có vẻ ổn nhưng các kết nối bên trong đã bị xâm phạm. Cả hai đều thất bại trong quá trình sạc, không hoạt động.
Một là lỗi hệ thống sạc.BMS cho phép sạc quá mức do lỗi giao tiếp với bộ sạc. Đây là sự cố tích hợp hệ thống, không phải vấn đề về pin.
Một là chất lượng tế bào.Phân tích sau{0}}sự cố đã tiết lộ các ô cấp độ- hỗn hợp. Nhà cung cấp đã thay thế tế bào loại B-mà không tiết lộ. Đây là thứ khiến tôi thức đêm vì nó khó phát hiện nhất.
Dữ liệu của FM Global cũng cho thấy câu chuyện tương tự: khoảng 68% sự cố trong kho pin lithium đều liên quan đến đầu nối, hư hỏng vật lý hoặc linh kiện không đạt tiêu chuẩn. Không phải sự thoát nhiệt tự phát.
Tôi không còn mất nhiều thời gian để hỏi các nhà cung cấp về nhiệt độ tỏa nhiệt nữa. Tôi dành nhiều thời gian để hỏi về nguồn cung ứng tế bào, QC lắp ráp và logic bảo vệ BMS.
Câu hỏi BMS bạn nên hỏi
Đây là điểm phân biệt giữa cấp độ-công nghiệp và cấp độ tiêu dùng-:
Vị trí cảm biến nhiệt độ. Hai cảm biến ở hai đầu đối diện của mô-đun là tiêu chuẩn cho các thiết kế giá rẻ. Chúng tôi đã gặp sự cố khi các tế bào ở giữa ở dưới mức đóng băng trong khi cảm biến cuối đọc được 5 độ. BMS cho phép sạc. Nhiều tháng -thời tiết lạnh giá đã làm suy giảm các tế bào đó cho đến khi hỏng.
Sau đó, thông số kỹ thuật của chúng tôi yêu cầu tối thiểu bốn cảm biến cho mỗi mô-đun, được phân bổ trên các vị trí. Một số nhà cung cấp đẩy lùi chi phí. Chúng tôi không thương lượng điều này.
Khóa sạc ở nhiệt độ thấp. LiFePO4 bị hư hỏng vĩnh viễn khi sạc dưới 0 độ. BMS tốt có mức cắt cứng chứ không phải cảnh báo. Tôi đã chứng kiến các nhà khai thác ghi đè các cảnh báo mềm dưới áp lực sản xuất. Hệ thống không nên cung cấp cho họ tùy chọn đó.
Phục hồi xả sâu. BMS chất lượng giới hạn dòng sạc sau khi phóng điện sâu cho đến khi các tế bào phục hồi trên 3.0V. Thiết kế giá rẻ bỏ qua điều này hoàn toàn. Kết quả: mất năng lực vĩnh viễn xuất hiện nhiều tháng sau đó.
Nếu nhà cung cấp không thể giải thích chi tiết logic bảo vệ BMS của họ thì đó là câu trả lời của bạn về chiều sâu kỹ thuật của họ.
Phân loại tế bào: Cuộc trò chuyện mà các nhà cung cấp tránh
Không phải tất cả các tế bào LiFePO4 đều tương đương nhau.
Hạng A: Thông số kỹ thuật đầy đủ của nhà sản xuất. Phương sai kháng nội bộ chặt chẽ. Hiệu suất hàng loạt nhất quán. Đây là những gì nên có trong thiết bị công nghiệp.
Hạng B: Hiệu suất 80-90% với những sai lệch nhỏ. Thường được 3-6 tháng trong kho. Tốt cho nguồn điện dự phòng, xe đạp điện, các ứng dụng không quan trọng.
Hạng C: Dưới mức trung bình với sự thay đổi đáng kể. Chỉ tạo nguyên mẫu.
Vấn đề: một số nhà cung cấp trộn lẫn các loại trong lô hoặc từ chối thảo luận về việc tìm nguồn cung ứng. Một loại pin có giá thấp hơn thị trường gần như chắc chắn chứa pin loại B hoặc C. Những khoản tiết kiệm-ngắn hạn đó trở thành vấn đề về độ tin cậy-trong dài hạn.
Phương pháp xác minh: kiểm tra dung lượng phải khớp với bảng dữ liệu trong phạm vi 3-5%. Điện trở trong phải phù hợp với thông số kỹ thuật. Tự xả hàng tháng dưới 3%. Kiểm tra bằng mắt xem có bị phồng hoặc rò rỉ không. Và nhà cung cấp phải có khả năng truy tìm nguồn gốc của các tế bào đến một nhà sản xuất đã biết.
Khi họ không thể cho bạn biết tế bào đến từ đâu, bạn đã có câu trả lời.
Chứng nhận: Điều mà hầu hết các nhóm mua sắm bỏ lỡ
Pin có thể được "Chứng nhận UL" trong khi chứng nhận chỉ bao gồm các tế bào chứ không phải BMS. Hoặc gói nhưng không phải hệ thống dây điện. Chứng nhận hệ thống đầy đủ có nghĩa là mọi thứ đều được thử nghiệm cùng nhau. Chứng nhận một phần có nghĩa là những khoảng trống.
Những gì tôi yêu cầu từ nhà cung cấp:
- Dấu UL vật lý trên nhãn pin
- Xác minh độc lập thông qua cơ sở dữ liệu UL Product iQ (productiq.ulprospector.com)
- Báo cáo thử nghiệm thực tế, không chỉ là chứng chỉ
- Xác nhận rằng phạm vi chứng nhận bao gồm tất cả các-tế bào thành phần, BMS, hệ thống dây điện, vỏ bọc
UN 38.3 là bắt buộc đối với vận chuyển quốc tế. Bất kỳ loại pin nhập khẩu nào cũng phải có sẵn Bản tóm tắt thử nghiệm UN 38.3. Nếu họ không thể sản xuất được thì hãy bỏ đi.
Đối với thị trường Châu Âu: Quy định về Pin của EU 2023/1542 yêu cầu đánh dấu CE kể từ tháng 8 năm 2024. Đến tháng 2 năm 2027, pin công nghiệp trên 2kWh cần có Hộ chiếu Pin. Nếu chuỗi cung ứng của bạn chạm tới Châu Âu, hãy xác nhận lộ trình tuân thủ của nhà cung cấp của bạn ngay bây giờ.
So sánh axit chì{0}}
Nếu bạn đang đánh giá một lượt chuyển đổi nhóm từ axit-chì thì mức độ an toàn sẽ lớn hơn hầu hết mọi người nhận thấy.
Axit chì{0}}tạo ra khí hydro trong quá trình sạc. Dễ nổ ở nồng độ 4-74%. OSHA 29 CFR 1910.178(g) yêu cầu hệ thống thông gió, trạm rửa mắt trong phạm vi 25 feet, sàn chống axit, vật tư trung hòa. Chi phí cơ sở hạ tầng thực tế
LiFePO4 không tạo ra hydro. Không có axit sunfuric. Những yêu cầu quy định đó biến mất. Chúng tôi đã có khách hàng tái sử dụng các phòng pin để sử dụng hiệu quả sau khi chuyển đổi, một phòng đã thu hồi được 800+ feet vuông để chọn địa điểm.
Bảo hiểm tuân theo hồ sơ rủi ro. Một khách hàng kho hàng ở Texas đã lắp đặt LiFePO4 với tính năng giám sát BMS và chữa cháy vượt quá NFPA 855. Phí bảo hiểm tài sản đã giảm 35%. Kết quả của bạn sẽ khác nhau, nhưng mô hình vẫn giữ nguyên.
Câu trả lời trực tiếp cho câu hỏi bạn đang hỏi
Hỏi: Nó có tự bốc cháy không?
Đáp: Tôi chưa tìm thấy trường hợp nào được xác minh về việc LiFePO4 được-sản xuất, lắp đặt{1}}đúng cách tự phát gây ra hỏa hoạn. Mỗi sự cố tôi đều điều tra các dấu vết hư hỏng vật lý, lỗi sản xuất, lắp đặt không đúng cách hoặc các bộ phận không đạt tiêu chuẩn. Điều này khác với các ngành hóa học có mật độ-năng lượng-cao nơi các sự kiện tự phát hiếm gặp đã được ghi nhận.
Q: Nếu nó bắt lửa thì sao?
Đáp: Dễ dàng ngăn chặn hơn NMC hoặc NCA. Không có oxy giải phóng có nghĩa là ngọn lửa không thể-tự duy trì mãi được. Nước có tác dụng-làm mát tế bào nhanh hơn phản ứng tạo ra nhiệt. Đối với NMC, nước thường không thể dập tắt được vì cực âm liên tục giải phóng oxy.
Vẫn xử lý nghiêm túc mọi vụ cháy lithium. Nhưng thử thách chữa cháy thực sự khác biệt.
Hỏi: Lão hóa có ảnh hưởng đến sự an toàn không?
Trả lời: Sự xuống cấp ảnh hưởng đến công suất và điện trở trong, không ảnh hưởng đến độ ổn định nhiệt. Pin ở mức công suất 80% về cơ bản sẽ duy trì nhiệt độ khởi động thoát nhiệt giống như khi còn mới. Biên độ an toàn không bị xói mòn khi sử dụng.
Chúng tôi làm gì ở Polinovel
Chúng tôi sản xuất pin LiFePO4 cho các ứng dụng công nghiệp-xe nâng, AGV, GSE sân bay, thiết bị khai thác mỏ. Chúng tôi chọn chất hóa học này vì khách hàng của chúng tôi không đủ khả năng chi trả cho việc cháy pin và chúng tôi cũng vậy.
Mọi thứ chúng tôi sản xuất đều sử dụng tế bào hạng A với nguồn cung ứng có thể truy nguyên. Thiết kế BMS của chúng tôi bao gồm cảm biến nhiệt độ phân tán, khóa nhiệt độ-thấp cố định, giao thức phục hồi phóng điện sâu và giao tiếp CAN bus đầy đủ. Chúng tôi có chứng nhận cấp hệ thống UL 2580-và có thể cung cấp tài liệu đầy đủ cho mọi loại pin mà chúng tôi vận chuyển.
Nếu bạn đang đánh giá LiFePO4 cho hoạt động của mình, chúng tôi có thể đưa ra đánh giá kỹ thuật dựa trên các điều kiện cụ thể của bạn. Hoạt động nhiều-ca, kho lạnh, thay đổi nhiệt độ ngoài trời,-các ứng dụng xả cao-mà chúng tôi đã triển khai trong tất cả các môi trường này.
Tài liệu tham khảo:
- MDPI Electronics (2023). Đặc tính an toàn của pin lithium iron phosphate. DOI: 10.3390/điện tử12224687
- Lei, B. và cộng sự. So sánh các đặc tính thoát nhiệt.iScience.
- Bảng dữ liệu FM toàn cầu 5-33. Hệ thống lưu trữ năng lượng pin Lithium-Ion. Tháng 1 năm 2024.
- OSHA 29 CFR 1910.178(g). Xe tải công nghiệp chạy bằng động cơ.
