Bộ ba an toàn cho tấm đậy pin nguồn: Cơ chế bảo vệ tổng hợp của OSD, cầu chì và chống cháy nổ-Van chống cháy nổ

Đóng vai trò là tuyến phòng thủ đầu tiên, OSD (Thiết bị an toàn sạc quá mức) là một cấu trúc bảo vệ-đầu cuối được thiết kế đặc biệt để giải quyết các lỗi sạc quá mức của pin, tập trung vào cảnh báo sớm và can thiệp chủ động. Khi chất điện phân bên trong phân hủy nhanh chóng-tạo ra khí do sạc quá tải hoặc điện áp tăng vọt bất thường-áp suất bên trong của vỏ tăng liên tục. Khi đạt đến ngưỡng áp suất tới hạn 0,4–0,5 MPa, đĩa lật lõi của OSD-sẽ trải qua một quá trình đảo ngược cơ học chính xác, tiếp xúc với cấu trúc dẫn điện của điện cực âm để thiết lập mạch phóng điện-dòng điện bên trong. Cơ chế này ngăn chặn sự leo thang điện áp bất thường tại nguồn, ngăn chặn sự tiến triển của tình trạng quá tải. Thiết kế kích hoạt cơ học chính xác này thường được tích hợp cao vào tấm vỏ nhôm của pin để đảm bảo phản ứng nhanh trong giai đoạn đầu của sự bất thường.

Tuyến phòng thủ thứ hai là cầu chì, một hàng rào an toàn mạch bổ sung cho OSD, tạo ra một hệ thống bảo vệ phối hợp, hiệu quả cao. Sau khi OSD kích hoạt và thiết lập mạch phóng điện bên trong, một dòng điện tăng đột biến lớn-đạt tới hàng nghìn ampe-sẽ được tạo ra ngay lập tức. Cầu chì sau đó nổ nhanh, cắt đứt hoàn toàn mạch dẫn điện chính của tế bào. Vai trò chính của nó là ngăn chặn ngay lập tức rủi ro lỗi, ngăn chặn dòng điện cao duy trì liên tục gây ra quá nhiệt cho tế bào, phóng hồ quang hoặc các điểm nóng cục bộ. Bằng cách cắt giảm rủi ro về mặt điện, cơ chế này bù đắp một cách hiệu quả những hạn chế của bảo vệ cơ học thuần túy, ngăn ngừa sự cố leo thang thêm. Trong các thiết kế tấm lưỡng cực bằng nhôm-đồng tiên tiến, cấu trúc cổ-hẹp của cầu chì được thiết kế chính xác để đảm bảo hoạt động nung chảy diễn ra trong vòng một phần nghìn giây.

Nếu cả OSD và cầu chì đều hỏng, tế bào sẽ chuyển sang trạng thái thoát nhiệt nghiêm trọng, lúc này-van chống cháy nổ (lỗ thông hơi an toàn) sẽ kích hoạt như một biện pháp bảo vệ tối ưu. Thường được chế tạo từ tấm nhôm có độ chính xác cao-hoặc cấu trúc hỗn hợp nhiều-lớp, van có ngưỡng áp suất được hiệu chỉnh chính xác. Khi áp suất bên trong đạt đến giới hạn an toàn 0,9–1,0 MPa, phần được ghi sẽ rách một cách có kiểm soát, giải phóng các tạp chất và tạp chất có nhiệt độ-cao, áp suất cao-trong vòng một phần nghìn giây. Cơ chế giảm{10}}áp suất vật lý này nhanh chóng giảm áp suất, giảm thiểu nguy cơ xảy ra các sự kiện thảm khốc như cháy hoặc nổ pin. Là rào cản cuối cùng cho sự an toàn của pin, việc thiết kế và sản xuất van chống cháy nổ là những ưu tiên quan trọng trong việc kiểm soát chất lượng nắp trên của pin lithium.

Ưu điểm cốt lõi của cấu trúc bảo vệ này nằm ở thiết kế có tính dự phòng có độ an toàn cao. Trong quá trình hoạt động bình thường, OSD, cầu chì và van chống cháy nổ-vẫn ở trạng thái chờ thụ động mà không ảnh hưởng đến hiệu suất sạc-của pin hoặc hoạt động sử dụng thông thường. Tuy nhiên, trong trường hợp xảy ra các sự cố như quá tải quá mức, đoản mạch bên trong hoặc-suy giảm nhiệt độ cao, logic bảo vệ lũy tiến sẽ được kích hoạt: OSD can thiệp sớm để giảm thiểu rủi ro, cầu chì cắt điện để tránh hư hỏng thêm và van chống cháy nổ-giúp giảm áp suất tối đa. Thiết kế giảm thiểu-rủi ro{8}}nhiều lớp này ngăn chặn một cách toàn diện các vấn đề an toàn như phồng pin, cháy và nổ. Đối với nắp pin lithium hình lăng trụ, logic tổng hợp này là chìa khóa để đảm bảo độ an toàn cao trong các điều kiện vận hành phức tạp.