Почему самовозгораются литиевые батареи?

Принцип самовоспламенения

Литий - самый активный металл в мире. Литий-ионные батареи имеют небольшой размер, высокую плотность и высокую плотность энергии, что делает их лучшим выбором для электромобилей. В работе литий-ионных аккумуляторов используются ионы лития для получения и потери электронов, а также миграция и накопление для достижения хранения электрической энергии.

Когда аккумулятор заряжен, атомы лития в положительном электроде теряют электроны и становятся ионами лития, вызывая разность потенциалов. Ионы лития в электролитической среде мигрируют к отрицательному электроду под действием разности потенциалов. При разряде вся программа меняется на противоположную. Весь рабочий процесс завершается потерей металлического лития в электроде и миграцией электронов и ионов лития в электролите.

Однако химические свойства лития слишком активны. Металлический литий подвергается воздействию воздуха и вызывает сильную реакцию окисления с кислородом, которая вызывает возгорание и взрыв.

Поэтому при практическом применении литиевых батарей ученые испробовали все средства, чтобы предотвратить превращение ионов лития в электролите в металлический литий и закрепить металлический литий в графите или соединениях лития. Часто можно услышать, что литий, фосфат железа и кобальтовая кислота. Литий - это материал, в котором хранятся атомы лития.

Проблемы безопасности аккумуляторной батареи: литиевые батареи электромобилей не могут легко воспламениться

В то же время, чтобы воздух не попадал внутрь аккумулятора, был принят ряд защитных мер. Это приводит к тому, что металлический литий не взрывается при контакте с кислородом.

При использовании литиевая батарея спонтанно воспламеняется, потому что не действуют защитные меры или разрушается серьезная внешняя сила, что приводит к сбою защиты, что приводит к контакту металлического лития с воздухом.

Общие защитные меры

внешний кожух защищен. Чтобы предотвратить попадание воздуха, литиевая батарея упакована в закрытый контейнер и обычно снабжена корпусом из нержавеющей стали и корпусом из алюминиевого сплава, чтобы предотвратить повреждение внешней силой. Например, в электромобилях Tesla даже используются экраны из титанового сплава, чтобы предотвратить повреждение аккумуляторного отсека во время использования, особенно в дорожно-транспортных происшествиях.

Защита блока диафрагмы защищает от повреждений изнутри батареи, предотвращая повреждение внешней силой.

Обычно, чтобы предотвратить прямое прикосновение и короткое замыкание положительного и отрицательного полюсов батареи, в батарее есть диафрагма, которая разделяет положительный и отрицательный электроды с одной стороны и позволяет заряженным ионам проходить с другой. рука.

Однако в литиевых батареях диафрагма выполняет еще одну защитную функцию. Когда температура батареи слишком высока, зазор диафрагмы автоматически закрывается, так что ионы лития не могут проходить через него, тем самым прекращая реакцию всей батареи. Следовательно, аккумулятор не подвергается воздействию высокого давления из-за чрезмерной температуры, что вызывает проблему, заключающуюся в нарушении герметизирующей конструкции аккумулятора.

Защита от перезарядки не только для блокировки воздуха, но и для предотвращения утечки металлического лития из электрода.

Ученые используют нановидные частицы и механизмы решетки материалов электродных материалов для хранения и фиксации металлического лития, образующегося во время заряда и разряда.

Таким образом, даже если корпус батареи сломан и в него попадет кислород, молекулы кислорода будут слишком большими, чтобы проникнуть в эти мелкие ячейки, и самовозгорание исключено.

Однако зарядка с чрезмерным напряжением или длительная зарядка могут привести к очень опасному повреждению литиевой батареи.

После того, как напряжение зарядки литиевой батареи выше номинального напряжения (обычно 4,2 В), если зарядка продолжается, ион лития будет накапливаться на поверхности материала отрицательного электрода, поскольку отрицательный электрод был заполнен атомами лития. Из-за поляризации эти ионы лития образуют перенос электронов, образуют металлический литий и растут дендриты от поверхности отрицательного электрода к ионам лития.

Эти металлические литиевые без защиты электродов чрезвычайно активны, с одной стороны, склонны к реакции окисления и взрыву. С другой стороны, сформированный кристалл металлического лития прорывается через сепаратор, замыкая положительный и отрицательный электроды, тем самым вызывая короткое замыкание и генерируя высокую температуру. При высоких температурах такие материалы, как электролиты, растрескиваются с образованием газа, в результате чего корпус аккумулятора или клапан давления вздуваются и разрываются, позволяя кислороду проникать и реагировать с атомами лития, осажденными на поверхности отрицательного электрода, вызывая взрыв.

При зарядке литиевой батареи обязательно установите верхний предел напряжения и защиту от перезарядки. Такая схема защиты установлена в литиевой батарее, выпускаемой штатным производителем батарей. Автоматическое отключение, когда напряжение превышает стандартное или аккумулятор полностью заряжен.

На самом деле самовозгорание - дело непростое.

Под защитой квалифицированных оболочек, диафрагм и цепей нелегко спонтанно сжечь литиевые батареи.

Особенно в литиевой батарее из неорганического материала, например, в литиево-железо-фосфатной батарее, поскольку в батарее не используется органический материал, такой как тройная литиевая батарея, даже если внутри батареи происходит разрушение материала и короткое замыкание, генерируемая высокая температура не вызвать разложение неорганического материала. Производят газ под высоким давлением, который, в свою очередь, самопроизвольно взрывается. В эксперименте, даже если квалифицированную литий-железо-фосфатную батарею положить в дрова (температура дров ниже 600 ° C), взрыва и природных условий не будет.

В то же время сравните с ситуацией, когда предварительная разработка транспортных средств на новой энергии не учитывала защитные меры при фактическом использовании транспортных средств, в настоящее время, после десятилетий исследования и практического использования миллионов транспортных средств на новой энергии по всему миру, от аккумуляторных батарей. производителям автомобилей. Накопили достаточно опыта.

Защитная сила внешнего корпуса литиевой батареи значительно повышается, и защита батареи может быть эффективной даже в случае серьезного дорожно-транспортного происшествия, такого как разрушение всего транспортного средства.

При выборе аккумуляторных сепараторов производители также полностью осознают важность использования диафрагмы с самозащитой. В настоящее время эта технология используется в производстве высококачественных литиевых батарей. Для применения устройств защиты от перезарядки он уже стал национальным обязательным стандартом. Квалифицированные электронные устройства защиты и отработанные системы управления батареями значительно снизили шансы самовозгорания литиевых батарей транспортных средств на новой энергии.

В случае нынешнего самовозгорания транспортных средств на новой энергии ни одно из них не было вызвано самовозгоранием и взрывом аккумуляторной батареи при нормальных условиях движения. Взрыв самовоспламенения литиевых батарей транспортных средств на новых источниках энергии происходит из-за чрезвычайно серьезных дорожно-транспортных происшествий и неправильной модификации электрического оборудования в автомобиле. После почти тысячи градусов высокотемпературного обжига литиевая батарея наконец воспламенилась.

Для потребителей литиевая батарея транспортных средств на новой энергии, как правило, очень безопасна. Однако необходимо остерегаться того факта, что в случае крупной промышленной вспышки неизбирательное использование отдельных производителей и ценовая война продуктов привели к пренебрежению защитой батареи и скрытым опасностям, вызванным незаконной модификацией электрические транспортные средства.

[Краткий комментарий Electric Vehicle Times Network] Аккумуляторная батарея Естественная и взрывная Для транспортных средств на новой энергии люди всегда думают, что вождение транспортного средства на новой энергии похоже на бомбу замедленного действия для носителя, влияющую на продвижение и развитие транспортных средств на новой энергии. На самом деле литиевая батарея не так уж и страшна.