Почему литиевая батарея вышла из-под контроля?

80% аварий в литий-ионных аккумуляторах вызваны коротким замыканием. После короткого замыкания аккумуляторы воспламеняются, и часто поступают сообщения о взрывах. Безопасность литиевых батарей снова стала предметом общественного мнения. Причина, по которой короткие замыкания вызывают более серьезные последствия, связана с явлением «неконтролируемого нагрева».

Термостойкость материалов батарей всегда была важным фактором безопасности литиевых батарей с питанием. По сравнению с материалами отрицательных электродов, тепловая реакция между положительными материалами и электролитами с низкой плотностью энергии и низкой удельной мощностью также считается основной причиной теплового разгона батарей. Таким образом, поиск положительных материалов с более высокой термостойкостью имеет стать ключом к питанию литиевых батарей.

По сути, «тепловой разгон» - это цикл положительной обратной связи по энергии: более высокие температуры вызывают нагрев системы, а система нагревается, что, в свою очередь, делает систему более горячей. Температурный разгон - обычное явление. От технического обслуживания бетона до звездных взрывов может произойти тепловой разгон.

Существует несколько причин теплового разгона литий-ионных аккумуляторов:

1, часто завышенная.

2, несанкционированная модификация оболочки.

3, температура окружающей среды превышает 60 ° C.

4, разделение отрицательного и положительного разрывов мембраны литиево-ионного аккумулятора приведет к короткому замыканию, а короткое замыкание часто вызывает термический коллапс.

В реакции "теплового разгона" участвуют химические вещества оксида кобальта в литиевых батареях. Нагревая это химическое вещество до определенной температуры, оно начинает нагреваться, а затем перерастает в пожар и взрыв. В некоторых случаях давление сброса этого органического электролита может привести к разрыву аккумулятора. Если он подвергнется воздействию высоких температур или при попадании искры, он также может загореться.

Вероятность теплового разгона связана с основанием литиевой батареи. Производство литиевых батарей в Китае, Японии и РК увеличивается из года в год. В частности, в области мобильных рук / портативных компьютеров с более широким спектром приложений, похоже, происходит больше аварий с аккумулятором. С 2006 по 2011 год с рядом крупных электронных компаний произошли подобные инциденты. С 2012 года было меньше мелких электронных продуктов, но обычно сообщается о крупномасштабных применениях, таких как авиационные происшествия, что показывает следующее. явление.

Температурный разгон и его сила зависят от размера, конфигурации и количества элементов литиевых батарей. В литиевых батареях всего несколько литиевых элементов, поэтому шансы утечки тепла от проблемных элементов к другим элементам относительно невелики. Другое дело - огромная аккумуляторная батарея Boeing 787: они упакованы в герметичные металлические коробки и не выделяют лишнего тепла. Когда одна ячейка достаточно горячая, чтобы воспламенить электролит, остальные элементы быстро последуют ее примеру.

Когда батарея заряжена, осажденный на поверхности металлический литий очень легко объединяется в разветвленные разветвляющиеся кристаллы лития, таким образом пробивая диафрагму и вызывая прямое короткое замыкание положительного и отрицательного полюсов. Кроме того, металлический литий очень активен и может напрямую реагировать с электролитом. Его температура плавления очень низкая. Даже если поверхностный кристалл лития не пробивает диафрагму, пока температура немного выше, металлический литий растворяется, вызывая короткое замыкание. Чем выше температура окислительно-восстановительной тепловой реакции материала, тем слабее окислительная способность материала, сильнее окислительная способность материала положительного электрода, тем интенсивнее происходит реакция и тем выше вероятность того, что она вызовет безопасность. несчастный случай.

Литий-ионные батареи, независимо от размера, требуют регулярного обслуживания для продления срока их службы, и все литий-ионные батареи обычно следует заменять каждые 36 месяцев или около того. И когда батарея разряжается до 20, вы должны ее зарядить. Чрезмерный разряд может повредить литиевые батареи, увеличивая вероятность «теплового разгона» и других аварий.

Страница содержит содержимое машинного перевода.