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【其他】?陌b運輸觀點看鋰電池安全問題
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?陌b運輸觀點看鋰電池安全問題 2010/3/12 [ [url= ocPrint(8437)]友 善 列 印[/url] | 推 薦 好 友 ]大部分的產品在生產完成後，都必須經過運送過程才能送到使用者手中。在此過程中，產品無可避免地會遭遇到比使用環境更?毫又h境應力。包裝對產品而言相當重要，但終究不是最終使用者所需，過度的包裝雖然可對產品完整性提供保證，但卻也造成包裝?U棄物大量增加的主因。隨著科技的發展，各種�?衝包裝材料及加工技術不斷推�?出新，特別是發泡塑膠材料，因具有質輕、價格便宜、加工技術成熟等特點，常被包裝設計者列為優先選用的�?衝包裝材料。 產品包裝開發系統的定義 即使是一項價值不高之產品，經由製造商送到消費者之過程中，總希望能安全無損的送達到正確的地點，使消費者能安心�?買?K使用此產品。因此，包裝在流通期間所提供之產品保護，才能使產品的使用價值得以�?現。裝運容器、內包裝及單位化裝載是構成包裝系統的三大要素，圖二為產品開發系統六步驟，是被建議用?碓u估包裝總成本最有效之方法，而下文所要敘述的產品包裝系統十步驟，則是將產品包裝系統開發六步驟予以演繹，延伸其更正確之方法定義。  圖二、產品包裝系統開發流程 1. 步驟一：瞭解包裝流通環境之障礙 要開發一項保護包裝之前，必須先瞭解包裝貨物流通之障礙，如果沒有瞭解或具備此項資料，就不能使包裝系統獲得有效之評估，?K使產品安全得到某種程度之保證。流通環境主要障礙包括：搬運之疏忽、運行中之振動與衝擊、運輸與儲存期間之堆疊、溫度與溼度之變化等。另一方面，運輸包裝容器遭受衝擊，搬運疏忽是導致產品損壞最普遍的原因，這項障礙無論是在何種情況下，都是發生在人力與機械搬運之場合，如圖三所示。 2. 步驟二：瞭解產品物理之特性 產品＋包裝＝流通環境，這項簡單的公式可用?頉Q定包裝的保護性，如果沒有具備這項知識，就無法設計出一個真正的有效包裝。產品本身代表之意義，不僅是指產品之尺寸與重量，真正的涵義乃在於瞭解產品之表面容易受到磨損與減損性能之特性。由於振動與衝擊會影響產品內部之特性，特別是指產品之?姸取５降锥啻笾n擊，才會使產品造成損壞？造成產品損壞之共振頻率又是多少？瞭解這些可能造成產品損壞之因素才能確定?撛谖：χ�?健D四說明以透過�?驗之方法，找出產品之共振自然頻率。 6. 步驟六：�?施包裝測試以確定品質 1982年，由 ASTM D-10委員會發展出一套ASTM D4169之工業標準，在這項標準中，除了提供流通障礙之種�?及流通過程外，同時也提供給包裝工程師、設計師及包裝測試者，能以更具?椥灾椒�?頉Q定測試之?姸龋拱b工程師或相關人員能依據確認之流通過程設定出包裝測試之順序。圖七為包裝落下示意圖，在設計階段或量產階段皆需以此試驗方式?眚炞C包裝工程師所設計之包裝結構?姸龋约熬?衝方式是否可以?M足產品安全運輸需求。 圖八為產品�?際流通環境，在產品?墓�?S端至使用者端運輸過程中，記錄運輸環境資�?，包括人員搬運、推高機搬運、陸海空運輸、環境溫?穸取⑦\輸時間等，所有運輸流通環境中可能對產品產生破壞之資�?，一方面可了解流通環境的變化，另一方面則是將記錄資料轉換為�?驗室測試標準或規範。在執行包裝驗證時，可讓設計者更�?際了解流通環境狀況，在精簡的包裝成本下，設計出最佳化之包裝?�?M足流通環境之需求，同時亦?M足�?際運輸需求。  圖八、由�?際流通環境制訂測試規格 10. 步驟十：建立包裝設計檔案 建立包裝測試報告、包裝規範、包裝設計草圖及包裝方法是產品包裝發展系統之最後步驟。繪製草圖應使用標準格式，?K做為公司之規範系統，如果以供應商所提出之草圖做為參考文件，將是一項不智之舉。包裝設計師應建立自己發展出之包裝資料與數據，將其轉換成能讓採�?者、製造者及工程師參考使用之檔案。包裝設計師所要建立之包裝設計檔案，就是要歸納產品包裝發展系統十步驟，?K評估每一步驟之問題點，訂定出如表一之包裝設計發展查檢表。 關於鋰電池包裝運輸 在鋰電池設計中，除了考量電池性能及容量外，最重要的是要確保電池的安全。現就電池材料、電池機構設計、電池製造、電池老化及電池組安全設計等方面簡單說明如下。 2. 電池機構設計 (1)過電流及過溫度保護裝置 (Positive Temperature Coefficient; PTC)；(2)鋰電池電流遮斷裝置(Current Intercept Device; CID)；(3)電池安全氣體洩壓閥(Safety Vent)；(4)避免防止J/R最內圈在充/放電後的極片斷裂，以及當內短路發生時，避免 Safety Vent被電極阻塞之Center Pin；(5)在電池內部極易發生內短路處，加上絕緣膠帶，如正極活性物質塗?雅c鋁箔交界處。 4. 電池老化 依照材料、配方及製程之不同，各電池?S會選用不同SOC (State of Charge)、儲存溫度及老化時間過程，藉由老化(Aging)期間電壓及阻抗變化，經統計學之分析，找出自放電過快及疑似可能發生內短路之電池，以控制出貨之品質及電池安全性。 5. 電池組設計 電池組通常依下列步驟設計：(1)單電池化學系統之選用及性能之測試驗證；(2)電池模組機構設計及散熱模組選用；(3)電池安全監控系統；(4)電池等化及電池均一性；(5)電池系統壽命及健康分析系統；(6)電池系統�?息溝通介面。 圖十二為鋰電池在環境溫度60℃下儲存一個月的模擬試驗，此�?驗主要是模擬運輸狀況對電池特性之影響。?慕Y果發現，鋰電池在經過高溫的儲存後，鋰電池的內部會產生不可逆之化學變化，容量回?吐蕮p失將近33%；而高溫環境下也可能導致鋰電池內部隔離紙收縮，進而導致內部短路發生。因此，目前已有部分鋰電池?S商在選擇海運運輸時，開始運用運輸冷凍食品之冷凍運輸貨櫃(Reefer Container)?磉M行鋰電池運輸，此冷凍貨櫃能裝載貨物?K保持在所設定之溫度與溼度範圍內。一般電池運輸都將溫度調�?在20~25℃，?穸瓤刂圃� 40~60% RH。鋰電池在此溫?穸裙爣鷥龋捎行Ы档妥苑烹娐剩约氨苊飧邷卦斐呻姵厝萘炕�?吐式档汀⑻嵘姵剡\輸安全性。 聯合國《關於危險貨物運輸的建議書，試驗標準和手冊》 聯合國危險貨物安全運輸委員會制定安全運輸條例UN-T 38.3，是目前國際上?V泛認可的電池安全運輸檢測標準。隨著近幾年?恚蜾囯姵剡\輸業務量整體提升，電池組之容量也越?碓酱螅姵夭牧弦�?u複雜，原 UN 檢測方法須進一步改良，以適應現今之鋰電池科技。對於UN-T之測試項目修正……詳細全文請見原文 作者：呂王華、?埧擞馈钅�/達振能源股份有限公司 ★本文�?錄自「工業材料雜誌278、279期」，更多資料請見：http://www.materialsnet.com.tw/DocView.aspx?id=8414 |
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