Lithium-batterijen binne it rapst groeiende batterijsysteem yn 'e ôfrûne 20 jier en wurde in protte brûkt yn elektroanyske produkten.De resinte eksploazje fan mobile tillefoans en laptops is yn wêzen in batterij-eksploazje.Hoe mobyltsjes en laptopbatterijen der útsjen, hoe't se wurkje, wêrom't se eksplodearje, en hoe't se se kinne foarkomme.
Side-effekten begjinne te foarkommen as de lithiumsel oerladen wurdt nei in spanning heger dan 4.2V.Hoe heger de overladingsdruk, hoe heger it risiko.By spanningen heger as 4,2V, as minder as de helte fan de lithiumatomen yn it katodemateriaal oerbliuwe, falt de opslachsel faak yn, wat in permaninte delgong fan batterijkapasiteit feroarsaket.As de lading trochgiet, sille folgjende lithiummetalen op it oerflak fan it katodemateriaal opsteapele, om't de opslachsel fan 'e katode al fol is mei lithiumatomen.Dizze lithiumatomen groeie dendrityske kristallen út it katode-oerflak yn 'e rjochting fan' e lithium-ionen.De lithiumkristallen sille troch it diafragmapapier passe, de anode en kathode koartsjen.Soms eksplodearret de batterij foardat in koartsluting optreedt.Dat komt om't tidens it oerladenproses materialen lykas elektrolyten kreakje om gas te produsearjen dat feroarsaket dat de batterijbehuizing of drukklep swollet en barst, wêrtroch soerstof kin reagearje mei lithiumatomen opboud op it oerflak fan 'e negative elektrode en eksplodearje.
Dêrom, by it opladen fan lithiumbatterij, is it needsaaklik om de boppegrins fan 'e spanning yn te stellen, om rekken te hâlden mei de batterijlibben, kapasiteit en feiligens.De ideale boppegrins foar oplaadspanning is 4.2V.D'r moat ek in legere spanningslimyt wêze as lithiumsellen ûntlaad.As de selspanning ûnder 2.4V falt, begjint guon fan it materiaal te brekken.En om't de batterij sels ûntslacht, set hoe langer de spanning leger sil wêze, dêrom is it it bêste om 2.4V net te ûntladen om te stopjen.Fan 3.0V oant 2.4V litte lithiumbatterijen mar sawat 3% fan har kapasiteit frij.Dêrom is 3.0V in ideale ôfsnijspanning foar ûntlading.By it opladen en ûntladen is, neist de spanningslimyt, ek de hjoeddeistige limyt nedich.As de hjoeddeiske te heech is, lithiumionen hawwe gjin tiid om de opslachsel yn te gean, sille op it oerflak fan it materiaal sammelje.
As dizze ionen elektroanen krije, kristallisearje se lithiumatomen op it oerflak fan it materiaal, wat sa gefaarlik kin wêze as oerladen.As de batterij koffer brekt, sil it eksplodearje.Dêrom moat de beskerming fan lithium-ion-batterij op syn minst de boppegrins fan oplaadspanning, legere limyt fan ûntlaadspanning en boppegrins fan stroom omfetsje.Yn it algemien, neist de lithium batterij kearn, sil d'r in beskermingsplaat wêze, dy't benammen dizze trije beskerming is.Lykwols, de beskerming plaat fan dizze trije beskerming is fansels net genôch, de globale lithium batterij eksploazje eveneminten of faak.Om de feiligens fan batterijsystemen te garandearjen, is in mear soarchfâldige analyze fan 'e oarsaak fan batterij-eksplosjes nedich.
Oarsaak fan eksploazje:
1. Grutte ynterne polarisaasje;
2.It poalstik absorbearret wetter en reagearret mei de elektrolytgastrommel;
3.De kwaliteit en prestaasjes fan 'e elektrolyt sels;
4.The bedrach fan floeibere ynjeksje kin net foldwaan oan de proses easken;
5. De prestaasje fan 'e laser welding seal is min yn' e tariedingsproses, en de loftlekkage wurdt ûntdutsen.
6. Stof en pole-stik stof binne maklik te feroarsaakje microshort circuit earst;
7.Positive en negative plaat diker as it proses berik, dreech te shell;
8. Sealing probleem fan floeibere ynjeksje, minne sealing prestaasjes fan stielen bal liedt ta gas drum;
9.Shell ynkommende materiaal shell muorre is te dik, shell deformation beynfloedet de dikte;
10. De hege ambient temperatuer bûten is ek de wichtichste oarsaak fan de eksploazje.
De eksploazje type
Analyse fan eksploazjetype De soarten batterijkearn-eksploazje kinne wurde klassifisearre as eksterne koartsluting, ynterne koartsluting en overlading.De eksterne ferwiist hjir nei it eksterne fan 'e sel, ynklusyf de koartsluting feroarsake troch it minne isolaasjeûntwerp fan it ynterne batterijpakket.Wannear't in koartsluting optreedt bûten de sel, en de elektroanyske komponinten net snije ôf de lus, de sel sil generearje hege waarmte binnen, wêrtroch in part fan de electrolyte te vaporize, de batterij shell.As de ynterne temperatuer fan 'e batterij heech is oant 135 graden Celsius, sil it diafragmapapier fan goede kwaliteit it fyn gat slute, de elektrogemyske reaksje wurdt beëinige of hast beëinige, de aktuele plunges, en de temperatuer sakket ek stadich, sadat de eksploazje foarkomt. .Mar in diafragmapapier mei in minne slutingssnelheid, of ien dy't hielendal net slút, sil de batterij waarm hâlde, mear elektrolyt ferdampe, en úteinlik de batterijbehuizing barste, of sels de batterijtemperatuer ferheegje nei it punt wêr't it materiaal baarnt en eksplodearret.De ynterne koartsluting wurdt foaral feroarsake troch de burr fan koperfolie en aluminiumfolie dy't it diafragma trochbringt, of de dendrityske kristallen fan lithiumatomen dy't it diafragma trochbringe.
Dizze lytse, needlelike metalen kinne mikroshortsirkels feroarsaakje.Om't de naald tige tin is en in beskate wjerstânswearde hat, is de stroom net needsaaklik tige grut.De burrs fan koper aluminiumfolie wurde feroarsake yn it produksjeproses.It waarnommen ferskynsel is dat de batterij te fluch lekt, en de measten fan harren kinne wurde screened út troch sel fabriken of gearkomste planten.En om't de burrs lyts binne, baarne se soms ôf, wêrtroch't de batterij werom nei normaal is.Dêrom, de kâns op eksploazje feroarsake troch burr mikro koartsluting is net heech.Sa'n werjefte, kin faaks opladen fan 'e binnenkant fan elke sel fabryk, de spanning op' e lege minne batterij, mar komselden eksploazje, krije statistyske stipe.Dêrom, de eksploazje feroarsake troch ynterne koartsluting wurdt benammen feroarsake troch overcharge.Omdat der needle-like lithium metalen kristallen oeral op de overcharged efterste elektrodes sheet, puncture punten binne oeral, en mikro-koartsluting komt oeral.Dêrom, de sel temperatuer sil stadichoan opstean, en úteinlik sil de hege temperatuer electrolyte gas.Dizze situaasje, oft de temperatuer is te heech om it materiaal ferbaarning eksploazje, of de shell waard earst brutsen, sadat de loft yn en lithium metaal fûle oksidaasje, binne de ein fan 'e eksploazje.
Mar sa'n eksploazje, feroarsake troch in ynterne koartsluting feroarsake troch oerladen, komt net needsaaklik foar op it momint fan opladen.It is mooglik dat konsuminten stopje mei opladen en har tillefoans útnimme foardat de batterij hyt genôch is om materialen te ferbaarnen en genôch gas te produsearjen om de batterijbehuizing te barsten.De waarmte opwekt troch de tal fan koarte circuits waarmet de batterij stadichoan en, nei in skoft, eksplodearret.De mienskiplike beskriuwing fan konsuminten is dat se de tillefoan oppakten en fûnen dat it heul hyt wie, doe it fuortgoaide en eksplodearre.Op grûn fan de boppesteande soarten eksploazje kinne wy rjochtsje op it foarkommen fan overcharge, it foarkommen fan eksterne koartsluting, en ferbetterje de feiligens fan 'e sel.Under harren, de previnsje fan overcharge en eksterne koartsluting heart ta elektroanyske beskerming, dat is sterk besibbe oan it ûntwerp fan batterij systeem en batterij pack.It wichtichste punt fan ferbettering fan selfeiligens is gemyske en meganyske beskerming, dy't in geweldige relaasje hat mei selfabrikanten.
Feilich ferburgen problemen
De feiligens fan lithium-ion-batterij is net allinich relatearre oan 'e aard fan it selmateriaal sels, mar ek relatearre oan' e tariedingstechnology en it brûken fan 'e batterij.Batterijen fan mobile tillefoans eksplodearje faak, oan 'e iene kant, troch it mislearjen fan' e beskermingssirkwy, mar noch wichtiger, it materiële aspekt hat it probleem net fûneminteel oplost.
Cobalt acid lithium cathode aktyf materiaal is in hiel folwoeksen systeem yn lytse batterijen, mar nei in folsleine lading, der binne noch in soad lithium ionen by de anode, doe't overcharge, oerbleaune yn 'e anode fan lithium ion wurde ferwachte te flock nei de anode , wurdt foarme op 'e kathode dendrite wurdt mei help fan kobalt acid lithium batterij overcharge corollary, sels yn' e normale lading en ûntslach proses, Der kin ek wêze oerstallige lithium ioanen frij om de negative elektrodes te foarmjen dendrites.De teoretyske spesifike enerzjy fan lithiumkobalaat materiaal is mear as 270 mah / g, mar de eigentlike kapasiteit is mar de helte fan 'e teoretyske kapasiteit om har fytsprestaasjes te garandearjen.Yn it proses fan gebrûk, troch ien of oare reden (lykas skea oan it behearsysteem) en de oplaadspanning fan 'e batterij is te heech, sil it oerbleaune diel fan lithium yn' e positive elektrode fuortsmiten wurde, troch de elektrolyt nei it negative elektrode-oerflak yn de foarm fan lithiummetaaldeposysje om dendriten te foarmjen.Dendrites Pierce it diafragma, it meitsjen fan in ynterne koartsluting.
De wichtichste komponint fan 'e elektrolyt is karbonaat, dat in leech flitspunt en in leech siedpunt hat.It sil ferbaarne of sels eksplodearje ûnder bepaalde betingsten.As de batterij oververhitt, sil it liede ta de oksidaasje en reduksje fan it karbonaat yn 'e elektrolyt, wat resulteart yn in protte gas en mear waarmte.As der gjin feiligens fentyl of it gas wurdt net frijlitten troch de feiligens fentyl, de ynterne druk fan de batterij sil opstean skerp en feroarsaakje in eksploazje.
Polymer electrolyte lithium ion batterij net fûneminteel oplosse de feiligens probleem, lithium kobalt acid en organyske electrolyte wurde ek brûkt, en de electrolyte is kolloïdaal, net maklik te lekken, sil foarkomme mear gewelddiedich ferbaarning, ferbaarning is it grutste probleem fan polymear batterij feilichheid.
D'r binne ek wat problemen mei it brûken fan 'e batterij.In eksterne of ynterne koartsluting kin produsearje in pear hûndert ampère fan oermjittige stroom.Wannear't in eksterne koartsluting optreedt, ûntlient de batterij fuortendaliks in grutte stroom, konsumearret in grutte hoemannichte enerzjy en generearret enoarme waarmte op 'e ynterne wjerstân.De ynterne koartsluting foarmet in grutte stroom, en de temperatuer nimt ta, wêrtroch't it diafragma smelt en it koartslutingsgebiet útwreidet, sadat in vicieuze sirkel foarmje.
Lithium ion batterij om te kommen ta in inkele sel 3 ~ 4.2V hege wurkjende spanning, moat nimme de ûntbining fan 'e spanning is grutter as 2V organyske electrolyte, en it brûken fan organyske electrolyte yn hege hjoeddeistige, hege temperatuer omstannichheden sille wurde electrolyzed, electrolytic gas, resultearret yn ferhege ynterne druk, serieus sil brekke troch de shell.
Overcharge kin precipitate lithium metaal, yn it gefal fan shell rupture, direkte kontakt mei lucht, resultearret yn ferbaarning, tagelyk ignition electrolyte, sterke flam, flugge útwreiding fan gas, eksploazje.
Derneist, foar mobile tillefoan lithium-ion-batterij, troch ferkeard gebrûk, lykas extrusion, ynfloed en wetteropname liede ta batterijútwreiding, deformaasje en kraken, ensfh., Wat sil liede ta batterijkoartsluting, yn 'e ûntlizzing of oplaadproses feroarsake. troch waarmte eksploazje.
Feiligens fan lithiumbatterijen:
Om foar te kommen overdischarge of overcharge feroarsake troch ferkeard gebrûk, triple beskerming meganisme is ynsteld yn ien lithium ion batterij.Ien is it brûken fan wikseljende eleminten, as de temperatuer fan 'e batterij opkomt, sil har ferset opkomme, as de temperatuer te heech is, sil de stroomfoarsjenning automatysk stopje;De twadde is om it passende partysjemateriaal te kiezen, as de temperatuer op in bepaalde wearde opkomt, sille de mikronpoaren op 'e partysje automatysk oplosse, sadat lithium-ionen net passe kinne, de ynterne reaksje fan' e batterij stopet;De tredde is it opsetten fan de feiligens fentyl (dat is, de vent gat op 'e top fan' e batterij).As de ynterne druk fan 'e batterij op in bepaalde wearde opkomt, sil de feiligensklep automatysk iepenje om de feiligens fan' e batterij te garandearjen.
Soms, hoewol de batterij sels feiligenskontrôlemaatregels hat, mar fanwegen guon redenen feroarsake troch de kontrôlefout, it ûntbrekken fan feiligensklep of gas hat gjin tiid om troch it feiligensklep frij te litten, sil de ynterne druk fan 'e batterij skerp opstean en feroarsaakje in eksploazje.Yn 't algemien is de totale enerzjy opslein yn lithium-ion-batterijen omkeard evenredich mei har feiligens.As de kapasiteit fan 'e batterij tanimt, nimt it folume fan' e batterij ek ta, en de prestaasjes fan 'e waarmtedissipaasje fermindere, en de mooglikheid fan ûngelokken sil gâns tanimme.Foar lithium-ion-batterijen dy't brûkt wurde yn mobile tillefoans, is de basiseask dat de kâns op feiligensûngemakken minder dan ien op in miljoen wêze moat, wat ek de minimale standert akseptabel is foar it publyk.Foar lithium-ion-batterijen mei grutte kapasiteit, foaral foar auto's, is it heul wichtich om twongen waarmtedissipaasje oan te nimmen.
De seleksje fan feiliger elektrodes materialen, lithium mangaan okside materiaal, yn termen fan molekulêre struktuer om te soargjen dat yn folsleine lading steat, de lithium ioanen yn de positive elektrodes binne folslein ynbêde yn de negative koalstof gat, fûneminteel mije de generaasje fan dendrites.Tagelyk is de stabile struktuer fan lithium mangaansoer, sadat syn oksidaasjeprestaasjes folle leger binne as lithiumkobaltsoer, ûntbiningstemperatuer fan lithiumkobaltsoer mear as 100 ℃, sels fanwege eksterne eksterne koartsluting (needling), eksterne koartsluting, overcharge, ek kin folslein mije it gefaar fan ferbaarning en eksploazje feroarsake troch delset lithium metaal.
Derneist kin it gebrûk fan lithiummanganaatmateriaal de kosten ek sterk ferminderje.
Om de prestaasjes fan 'e besteande feiligenskontrôletechnology te ferbetterjen, moatte wy earst de feiligensprestaasjes fan' e lithium-ion-batterijkearn ferbetterje, dy't benammen wichtich is foar batterijen mei grutte kapasiteit.Kies in diafragma mei goede termyske slutingsprestaasjes.De rol fan it diafragma is om de positive en negative poalen fan 'e batterij te isolearjen, wylst de trochgong fan lithium-ionen mooglik is.As de temperatuer opkomt, wurdt it membraan sletten foardat it smelt, wêrtroch't de ynterne wjerstân op 2.000 ohm ferheget en de ynterne reaksje ôfsluten.As de ynterne druk of temperatuer de foarynstelde standert berikt, sil de eksploazjebestindige fentyl iepenje en begjinne de druk te ûntlêsten om te foarkommen fan oermjittige accumulation fan ynterne gas, deformaasje, en úteinlik liede ta shell-burst.Ferbetterje de kontrôlegefoelichheid, selektearje mear gefoelige kontrôleparameters en nim de kombineare kontrôle fan meardere parameters oan (wat benammen wichtich is foar batterijen mei grutte kapasiteit).Foar grutte kapasiteit lithium ion batterij pack is in rige / parallelle meardere sel gearstalling, lykas notebook kompjûter spanning is mear as 10V, grutte kapasiteit, algemien mei help fan 3 oant 4 inkele batterij rige kin foldwaan oan de spanning easken, en dan 2 oant 3 rige fan batterijpakket parallel, om grutte kapasiteit te garandearjen.
It batterijpakket mei hege kapasiteit sels moat wurde foarsjoen fan in relatyf perfekte beskermingsfunksje, en twa soarten circuitboardmodules moatte ek wurde beskôge: ProtecTIonBoardPCB-module en SmartBatteryGaugeBoard-module.It hiele batterijbeskermingsûntwerp omfettet: nivo 1 beskerming IC (foarkomme batterijoverlading, overdischarge, koartsluting), nivo 2 beskerming IC (foarkomme twadde overspanning), fuse, LED-yndikator, temperatuerregeling en oare komponinten.Under it multi-level beskermingsmeganisme, sels yn it gefal fan abnormale krêftlader en laptop, kin de laptopbatterij allinich oerskeakele wurde nei de automatyske beskermingsstatus.As de situaasje net serieus is, wurket it faaks normaal nei't se ynplukt en fuortsmiten binne sûnder eksploazje.
De ûnderlizzende technology brûkt yn lithium-ion-batterijen brûkt yn laptops en mobile tillefoans is ûnfeilich, en feiliger struktueren moatte wurde beskôge.
Ta beslút, mei de foarútgong fan materiaaltechnology en it ferdjipjen fan it begryp fan minsken fan 'e easken foar it ûntwerp, fabrikaazje, testen en gebrûk fan lithium-ion-batterijen, sil de takomst fan lithium-ion-batterijen feiliger wurde.
Post tiid: Mar-07-2022