હું રસાયણશાસ્ત્રનું લેક્ચર છોડી દઈશ. જો તમે આ શોધી રહ્યાં છો, તો તમે કદાચ પહેલેથી જ જાણતા હશો કે લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ NMC અથવા NCA કરતાં વધુ સારી થર્મલ પ્રોફાઇલ ધરાવે છે. તમે ખરેખર જાણવા માગો છો કે શું આ વસ્તુ તમારા વેરહાઉસને બાળી નાખશે અને તમારી વીમા કંપનીને કેવી રીતે સાબિત કરવું કે તે નહીં કરે.
ટૂંકો જવાબ: પર્યાપ્ત BMS સાથે યોગ્ય રીતે ઉત્પાદિત LiFePO4
સંરક્ષણ ઔદ્યોગિક ઉપયોગ માટે ખરેખર સલામત છે. પરંતુ "યોગ્ય રીતે ઉત્પાદિત" તે વાક્યમાં ઘણું ભારે લિફ્ટિંગ કરી રહ્યું છે.
મેં આ બેટરીઓને ફોર્કલિફ્ટ, એજીવી અને એરપોર્ટ ગ્રાઉન્ડ સપોર્ટ સાધનોમાં જમાવવામાં વર્ષો વિતાવ્યા છે. સુરક્ષા કેસ મજબૂત છે. સમસ્યા એ છે કે બજાર એવા ઉત્પાદનોથી ભરાઈ ગયું છે જે સ્પેક શીટ્સ પર એકસરખા દેખાય છે પરંતુ વાસ્તવિક-વિશ્વની વિશ્વસનીયતા એકદમ અલગ છે. આ લેખ તફાવત કેવી રીતે કહેવું તે વિશે છે.
એક રસાયણશાસ્ત્રની હકીકત તમારે જાણવાની જરૂર છે
જ્યારે NMC બેટરી થર્મલ રનઅવેમાં જાય છે, ત્યારે કેથોડ ઓક્સિજન છોડે છે. આગ પોતે જ ખવડાવે છે. એકવાર તે શરૂ થઈ જાય, પછી તમે બિલ્ડિંગ ખાલી કરી રહ્યાં છો.
LiFePO4 આ કરતું નથી. ઓલિવિન ક્રિસ્ટલ સ્ટ્રક્ચરમાં આયર્ન-ફોસ્ફેટ બોન્ડ તૂટી પડતા નથી અને ઊંચા તાપમાને ઓક્સિજન છોડતા નથી. ઓક્સિજન છોડવાનો અર્થ એ છે કે અગ્નિ અનિશ્ચિત સમય સુધી પોતાની જાતને ટકાવી શકતી નથી.
| પરિમાણ | LiFePO4 | NMC | આનો અર્થ શું છે |
|---|---|---|---|
| થર્મલ ભાગેડુ શરૂઆત | 270 ડિગ્રી | 150-210 ડિગ્રી | વસ્તુઓ ખોટી થાય તે પહેલાં વિશાળ માર્જિન |
| તાપમાનમાં વધારો દર | આધારરેખા | ~9x ઝડપી | પ્રતિસાદ આપવા માટે સેકન્ડ વિ. મિનિટ |
| મોડ્યુલ પ્રચાર | આધારરેખા | ~5x ઝડપી | એક કોષ નિષ્ફળ જાય છે વિરુદ્ધ સમગ્ર પેક નિષ્ફળ જાય છે |
સ્ત્રોત: લેઇ એટ અલ., iScience; MDPI ઇલેક્ટ્રોનિક્સ 2023
તે રસાયણશાસ્ત્ર માટે છે. બાકીનું બધું એન્જિનિયરિંગ અને ગુણવત્તા નિયંત્રણ છે.
ખરેખર શું ઘટનાઓનું કારણ બને છે
મેં છેલ્લા પાંચ વર્ષમાં સાત બેટરીની ઘટનાઓની તપાસ કરી છે. મને જે મળ્યું તે અહીં છે:
ત્રણ કનેક્ટર સમસ્યાઓ હતી.ધૂળનું સંચય, નબળા સંપર્ક, સ્થાનિક ઓવરહિટીંગ. પોતાને કોષો સાથે કરવાનું કંઈ નથી. આમાંથી એક ફૂડ પ્રોસેસિંગ પ્લાન્ટમાં બન્યું હતું-આઠ મહિનામાં લોટની ધૂળ ચાર્જિંગ કનેક્ટરમાં આવી ગઈ હતી. ફિક્સ એ $15 ની ડસ્ટ કેપ હતી જે શરૂઆતથી જ હોવી જોઈએ.
બે નુકસાન સંભાળી રહ્યા હતા.ફોર્કલિફ્ટ વસ્તુઓ હિટ. બેટરી ઘટી જાય છે. બાહ્ય આચ્છાદન સારું લાગતું હતું, પરંતુ આંતરિક જોડાણો સાથે ચેડા કરવામાં આવ્યા હતા. બંને ચાર્જિંગ દરમિયાન નિષ્ફળ ગયા, ઓપરેશન નહીં.
એક ચાર્જિંગ સિસ્ટમમાં ખામી હતી.BMS એ ચાર્જર સાથે વાતચીતની ભૂલને કારણે ઓવરચાર્જ કરવાની મંજૂરી આપી. આ સિસ્ટમ એકીકરણની સમસ્યા હતી, બેટરીની સમસ્યા નથી.
એક કોષની ગુણવત્તા હતી.પોસ્ટ-ઘટના વિશ્લેષણમાં મિશ્ર-ગ્રેડ કોષો જાહેર થયા. સપ્લાયરએ જાહેરાત કર્યા વિના B-ગ્રેડ કોષોની બદલી કરી હતી. આ તે છે જે મને રાત્રે જાગી રાખે છે કારણ કે તે શોધવું સૌથી મુશ્કેલ છે.
એફએમ ગ્લોબલનો ડેટા એ જ વાર્તા કહે છે: આશરે 68% લિથિયમ બેટરી વેરહાઉસ ઘટનાઓ કનેક્ટર્સ, ભૌતિક નુકસાન અથવા ઓછા પ્રમાણભૂત ઘટકોને ટ્રેસ કરે છે. સ્વયંસ્ફુરિત થર્મલ રનઅવે નથી.
હું સપ્લાયર્સને થર્મલ રનઅવે તાપમાન વિશે પૂછવામાં વધુ સમય વિતાવતો નથી. હું સેલ સોર્સિંગ, એસેમ્બલી QC અને BMS પ્રોટેક્શન લોજિક વિશે પૂછવામાં ઘણો સમય પસાર કરું છું.
BMS પ્રશ્ન તમારે પૂછવો જોઈએ
ઔદ્યોગિક-ગ્રેડને ગ્રાહક-ગ્રેડથી અલગ કરે છે તે અહીં છે:
તાપમાન સેન્સર પ્લેસમેન્ટ. મોડ્યુલના વિરુદ્ધ છેડે બે સેન્સર સસ્તી ડિઝાઇન માટે પ્રમાણભૂત છે. અમારી પાસે એક ઘટના હતી જ્યાં મધ્ય કોષો થીજી જવાથી નીચે હતા જ્યારે અંતિમ સેન્સર 5 ડિગ્રી વાંચે છે. BMS ચાર્જિંગની મંજૂરી આપે છે. મહિનાઓના ઠંડા-વેધર ચાર્જિંગે તે કોષોને નિષ્ફળતા સુધી અધોગતિ કરી.
તે પછી, અમારા સ્પેકને દરેક મોડ્યુલ દીઠ ઓછામાં ઓછા ચાર સેન્સરની આવશ્યકતા છે, જે તમામ સ્થાનોમાં વિતરિત થાય છે. કેટલાક સપ્લાયર્સ ખર્ચ પાછળ દબાણ કરે છે. અમે આની વાટાઘાટો કરતા નથી.
નીચા-તાપમાન ચાર્જ લોકઆઉટ. જ્યારે 0 ડિગ્રીથી નીચે ચાર્જ કરવામાં આવે ત્યારે LiFePO4 કાયમી નુકસાન સહન કરે છે. સારા BMS પાસે સખત કટઓફ છે, ચેતવણી નથી. મેં ઓપરેટરોને ઉત્પાદન દબાણ હેઠળ નરમ ચેતવણીઓને ઓવરરાઇડ કરતા જોયા છે. સિસ્ટમે તેમને તે વિકલ્પ આપવો જોઈએ નહીં.
ડીપ ડિસ્ચાર્જ પુનઃપ્રાપ્તિ. કોષો 3.0V ઉપર પુનઃપ્રાપ્ત થાય ત્યાં સુધી ગુણવત્તા BMS મર્યાદા ઊંડા સ્રાવ પછી વર્તમાન ચાર્જ કરે છે. સસ્તી ડિઝાઇન આને સંપૂર્ણપણે છોડી દે છે. પરિણામ: કાયમી ક્ષમતામાં ઘટાડો જે મહિનાઓ પછી દેખાય છે.
જો કોઈ સપ્લાયર તેમના BMS સંરક્ષણ તર્કને વિગતવાર સમજાવી શકતા નથી, તો તે તેમના એન્જિનિયરિંગ ઊંડાણ વિશે તમારો જવાબ છે.
સેલ ગ્રેડિંગ: વાતચીત સપ્લાયર્સ ટાળે છે
બધા LiFePO4 કોષો સમકક્ષ નથી.
ગ્રેડ A: સંપૂર્ણ ઉત્પાદક સ્પેક. ચુસ્ત આંતરિક પ્રતિકાર તફાવત. સતત બેચ પ્રદર્શન. આ તે છે જે ઔદ્યોગિક સાધનોમાં જવું જોઈએ.
ગ્રેડ B: 80-નાના વિચલનો સાથે 90% કાર્યક્ષમતા. ઇન્વેન્ટરીમાં ઘણીવાર 3-6 મહિનાની ઉંમર હોય છે. બેકઅપ પાવર, ઈ-બાઈક, નોન-ક્રિટીકલ એપ્લીકેશન માટે દંડ.
ગ્રેડ C: નોંધપાત્ર પરિવર્તનશીલતા સાથે સરેરાશથી નીચે. માત્ર પ્રોટોટાઇપિંગ.
સમસ્યા: કેટલાક સપ્લાયર્સ બેચમાં ગ્રેડને મિશ્રિત કરે છે અથવા સોર્સિંગ વિશે ચર્ચા કરવાનો ઇનકાર કરે છે. બજારની નીચેની કિંમતની બેટરીમાં લગભગ ચોક્કસપણે B અથવા C ગ્રેડના કોષો હોય છે. તે ટૂંકા ગાળાની-બચત લાંબા ગાળાની-વિશ્વસનીયતા સમસ્યાઓ બની જાય છે.
ચકાસણી અભિગમ: ક્ષમતા પરીક્ષણ 3-5% ની અંદર ડેટાશીટ સાથે મેળ ખાતું હોવું જોઈએ. આંતરિક પ્રતિકાર સ્પેક સાથે સંરેખિત થવો જોઈએ. 3% થી નીચે માસિક સ્વ-ડિસ્ચાર્જ. સોજો અથવા લિકેજ માટે દ્રશ્ય નિરીક્ષણ. અને સપ્લાયર જાણીતા ઉત્પાદકને સેલ ટ્રેસ કરવામાં સક્ષમ હોવા જોઈએ.
જ્યારે તેઓ તમને કહી શકતા નથી કે કોષો ક્યાંથી આવ્યા, તમારી પાસે તમારો જવાબ છે.
પ્રમાણપત્ર: સૌથી વધુ પ્રાપ્તિ ટીમો શું ચૂકી જાય છે
બેટરી "UL પ્રમાણિત" હોઈ શકે છે જ્યારે પ્રમાણપત્ર ફક્ત કોષોને આવરી લે છે, BMSને નહીં. અથવા પેક પરંતુ વાયરિંગ નહીં. સંપૂર્ણ સિસ્ટમ પ્રમાણપત્રનો અર્થ એ છે કે બધું એકસાથે ચકાસાયેલ છે. આંશિક પ્રમાણપત્ર એટલે ગાબડાં.
મને સપ્લાયર્સ પાસેથી શું જોઈએ છે:
- બેટરી લેબલ પર ભૌતિક UL ચિહ્નિત
- UL પ્રોડક્ટ iQ ડેટાબેઝ (productiq.ulprospector.com) દ્વારા સ્વતંત્ર ચકાસણી
- વાસ્તવિક પરીક્ષણ અહેવાલો, માત્ર પ્રમાણપત્રો જ નહીં
- પુષ્ટિકરણ કે પ્રમાણન અવકાશ તમામ ઘટકોને આવરી લે છે-સેલ્સ, BMS, વાયરિંગ, બિડાણ
આંતરરાષ્ટ્રીય શિપિંગ માટે યુએન 38.3 ફરજિયાત છે. કોઈપણ આયાતી બેટરીમાં યુએન 38.3 ટેસ્ટ સમરી ઉપલબ્ધ હોવી જોઈએ. જો તેઓ તેને ઉત્પન્ન કરી શકતા નથી, તો દૂર જાઓ.
યુરોપિયન બજાર માટે: EU બૅટરી રેગ્યુલેશન 2023/1542 ઑગસ્ટ 2024 થી CE માર્કિંગની જરૂર છે. ફેબ્રુઆરી 2027 સુધીમાં, 2kWh થી વધુની ઔદ્યોગિક બેટરીઓને બેટરી પાસપોર્ટની જરૂર છે. જો તમારી સપ્લાય ચેઇન યુરોપને સ્પર્શે છે, તો તમારા સપ્લાયરના અનુપાલન રોડમેપની હમણાં પુષ્ટિ કરો.
લીડ-એસિડ સરખામણી
જો તમે લીડ-એસિડથી ફ્લીટ રૂપાંતરણનું મૂલ્યાંકન કરી રહ્યાં છો, તો સલામતી ડેલ્ટા મોટા ભાગના લોકો સમજે છે તેના કરતાં મોટો છે.
લીડ-એસિડ ચાર્જિંગ દરમિયાન હાઇડ્રોજન ગેસ ઉત્પન્ન કરે છે. 4-74% સાંદ્રતા પર વિસ્ફોટક. OSHA 29 CFR 1910.178(g) માટે વેન્ટિલેશન, 25 ફૂટની અંદર આઇવોશ સ્ટેશન, એસિડ-પ્રતિરોધક ફ્લોરિંગ, તટસ્થતા પુરવઠાની જરૂર છે. વાસ્તવિક ઇન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચર ખર્ચ.
LiFePO4 કોઈ હાઇડ્રોજન ઉત્પન્ન કરતું નથી. સલ્ફ્યુરિક એસિડ નથી. તે નિયમનકારી આવશ્યકતાઓ અદૃશ્ય થઈ જાય છે. અમારી પાસે રૂપાંતર પછી ઉત્પાદક ઉપયોગ માટે ક્લાયંટ પાસે બેટરી રૂમનો પુનઃઉપયોગ છે, એકે સ્થાન પસંદ કરવા માટે 800+ ચોરસ ફૂટ પુનઃપ્રાપ્ત કર્યું.
વીમો જોખમ પ્રોફાઇલને અનુસરે છે. ટેક્સાસના એક વેરહાઉસ ક્લાયન્ટે BMS મોનિટરિંગ અને NFPA 855 કરતાં વધુ અગ્નિ દમન સાથે LiFePO4 ઇન્સ્ટોલ કર્યું. મિલકત વીમા પ્રિમિયમમાં 35% ઘટાડો થયો. તમારા પરિણામો અલગ અલગ હશે, પરંતુ પેટર્ન ધરાવે છે.
તમે ખરેખર પૂછી રહ્યાં છો તે પ્રશ્નોના સીધા જવાબો
પ્ર: શું તે સ્વયંભૂ આગ પકડી લેશે?
A: મને યોગ્ય રીતે-ઉત્પાદિત, યોગ્ય રીતે-સ્થાપિત LiFePO4 સ્વયંભૂ આગ લગાડવાના ચકાસાયેલા કેસ મળ્યા નથી. દરેક ઘટનામાં મેં ભૌતિક નુકસાન, ઉત્પાદન ખામીઓ, અયોગ્ય ઇન્સ્ટોલેશન અથવા ઓછા પ્રમાણભૂત ઘટકોના નિશાનની તપાસ કરી છે. આ ઉચ્ચ-ઊર્જા-ઘનતા રસાયણશાસ્ત્રથી અલગ છે જ્યાં દુર્લભ સ્વયંસ્ફુરિત ઘટનાઓનું દસ્તાવેજીકરણ કરવામાં આવ્યું છે.
પ્ર: જો તે આગ પકડે તો શું?
A: NMC અથવા NCA કરતાં દબાવવાનું સરળ છે. ઓક્સિજન છોડવાનો અર્થ એ છે કે અગ્નિ અનિશ્ચિત સમય માટે સ્વયં-ટકી શકતો નથી. પાણી કામ કરે છે-તે કોષોને વધુ ઝડપથી ઠંડક આપે છે તેના કરતાં પ્રતિક્રિયા ગરમી ઉત્પન્ન કરે છે. NMC માટે, પાણી ઘણીવાર ઓલવી શકતું નથી કારણ કે કેથોડ ઓક્સિજન છોડતું રહે છે.
હજુ પણ કોઈપણ લિથિયમ આગને ગંભીરતાથી સારવાર કરો. પરંતુ અગ્નિશામક પડકાર ખરેખર અલગ છે.
પ્ર: શું વૃદ્ધત્વ સલામતીને અસર કરે છે?
A: અધોગતિ ક્ષમતા અને આંતરિક પ્રતિકારને અસર કરે છે, થર્મલ સ્થિરતાને નહીં. 80% ક્ષમતા ધરાવતી બેટરી આવશ્યકપણે એ જ થર્મલ રનઅવે શરૂઆતના તાપમાનને જાળવી રાખે છે જે નવી હોય ત્યારે. ઉપયોગ સાથે સલામતી માર્જિન ઘટતું નથી.
પોલિનોવેલ ખાતે અમે શું કરીએ છીએ
અમે ઔદ્યોગિક એપ્લિકેશન્સ-ફોર્કલિફ્ટ્સ, એજીવી, એરપોર્ટ GSE, માઇનિંગ સાધનો માટે LiFePO4 બેટરીઓનું ઉત્પાદન કરીએ છીએ. અમે આ રસાયણશાસ્ત્ર પસંદ કર્યું કારણ કે અમારા ગ્રાહકો બેટરીની આગ પરવડી શકતા નથી અને અમે પણ નથી કરી શકતા.
અમે જે ઉત્પાદન કરીએ છીએ તે બધું શોધી શકાય તેવા સોર્સિંગ સાથે ગ્રેડ A કોષોનો ઉપયોગ કરે છે. અમારી BMS ડિઝાઇનમાં વિતરિત તાપમાન સંવેદના, સખત નીચું-તાપમાન લોકઆઉટ, ડીપ ડિસ્ચાર્જ રિકવરી પ્રોટોકોલ અને સંપૂર્ણ CAN બસ સંચારનો સમાવેશ થાય છે. અમે UL 2580 સિસ્ટમ-સ્તરનું પ્રમાણપત્ર ધરાવીએ છીએ અને અમે જે પણ બેટરી મોકલીએ છીએ તેના માટે સંપૂર્ણ દસ્તાવેજો પ્રદાન કરી શકીએ છીએ.
જો તમે તમારા ઓપરેશન માટે LiFePO4 નું મૂલ્યાંકન કરી રહ્યાં છો, તો અમે તમારી ચોક્કસ શરતોના આધારે તકનીકી મૂલ્યાંકન પ્રદાન કરી શકીએ છીએ. મલ્ટિ-શિફ્ટ ઑપરેશન્સ, કોલ્ડ સ્ટોરેજ, આઉટડોર તાપમાન સ્વિંગ, ઉચ્ચ-ડિસ્ચાર્જ એપ્લિકેશન્સ-અમે આ તમામ વાતાવરણમાં જમાવ્યું છે.
સંદર્ભો:
- MDPI ઇલેક્ટ્રોનિક્સ (2023). લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ બેટરીની સલામતી લાક્ષણિકતાઓ. DOI: 10.3390/electronics12224687
- લેઈ, બી. એટ અલ. તુલનાત્મક થર્મલ રનઅવે લાક્ષણિકતાઓ.iScience.
- એફએમ ગ્લોબલ ડેટા શીટ 5-33. લિથિયમ-આયન બેટરી એનર્જી સ્ટોરેજ સિસ્ટમ્સ. જાન્યુઆરી 2024.
- OSHA 29 CFR 1910.178(g). સંચાલિત ઔદ્યોગિક ટ્રક.
