Batré litium mangrupikeun sistem batré anu paling gancang dina 20 taun ka pengker sareng seueur dianggo dina produk éléktronik. Ledakan telepon sélulér sareng laptop énggal-énggalna mangrupikeun ledakan batré. Kumaha rupa batré telepon sélulér sareng laptop, kumaha jalanna, naha éta ngabeledug, sareng cara ngahindarkeunana.
Épék samping mimiti kajantenan nalika sél litium dieusi kaleuleuwihan kana tegangan anu langkung luhur ti 4.2V. Nu leuwih luhur tekanan overcharge, nu leuwih luhur resiko. Dina tegangan leuwih luhur ti 4.2V, nalika kirang ti satengah atom litium ditinggalkeun dina bahan katoda, sél gudang mindeng collapses, ngabalukarkeun turunna permanén dina kapasitas batré. Lamun muatanana terus, logam litium saterusna bakal numpuk dina beungeut bahan katoda, sabab sél gudang katoda geus pinuh ku atom litium. Atom litium ieu tumuwuh kristal déndritik tina beungeut katoda dina arah ion litium. Kristal litium bakal ngaliwatan kertas diafragma, shorting anoda jeung katoda. Kadang-kadang batréna ngabeledug sateuacan aya sirkuit pondok. Éta sabab dina prosés overcharge, bahan-bahan sapertos éléktrolit rengat ngahasilkeun gas anu nyababkeun casing batré atanapi klep tekanan ngabareuhan sareng ngabeledug, ngamungkinkeun oksigén ngaréaksikeun sareng atom litium anu akumulasi dina permukaan éléktroda négatip sareng ngabeledug.
Ku alatan éta, nalika ngecas batré litium, perlu pikeun ngeset wates luhur tegangan, tumut kana akun umur batre, kapasitas, jeung kaamanan. Batas luhur tegangan ngecas idéal nyaéta 4.2V. Ogé kudu aya wates tegangan handap nalika sél litium ngurangan. Nalika tegangan sél turun di handap 2.4V, sababaraha bahan mimiti ngarecah. Sarta alatan batréna bakal timer ngurangan, nempatkeun deui tegangan bakal leuwih handap, kituna, éta pangalusna teu ngurangan 2.4V eureun. Ti 3.0V ka 2.4V, batré litium ngan ukur ngaleupaskeun 3% tina kapasitasna. Ku alatan éta, 3.0V mangrupakeun tegangan cut-off ngurangan idéal. Nalika ngecas na discharging, sajaba wates tegangan, wates ayeuna ogé diperlukeun. Lamun arus teuing tinggi, ion litium teu boga waktu pikeun ngasupkeun sél gudang, bakal ngumpulkeun dina beungeut bahan.
Salaku ion ieu meunang éléktron, aranjeunna crystallize atom litium dina beungeut bahan, nu bisa jadi bahaya sakumaha overcharging. Upami wadah batréna rusak, éta bakal ngabeledug. Ku alatan éta, panyalindungan batré ion litium sahenteuna kudu ngawengku wates luhur tegangan ngecas, wates handap tegangan discharging jeung wates luhur arus. Sacara umum, sajaba inti batré litium, bakal aya plat panyalindungan, nu utamana nyadiakeun tilu panyalindungan ieu. Sanajan kitu, plat panyalindungan tina tilu panyalindungan ieu écés teu cukup, kajadian ledakan batré litium global atawa sering. Pikeun mastikeun kasalametan sistem batré, analisa anu langkung ati-ati ngeunaan panyabab ledakan batré diperyogikeun.
Nyababkeun ledakan:
1. polarisasi internal badag;
2.The sapotong kutub absorbs cai sarta meta jeung kendang gas éléktrolit;
3.The kualitas sarta kinerja éléktrolit sorangan;
4.The jumlah suntik cair teu bisa minuhan sarat prosés;
5. Kinerja segel las laser goréng dina prosés persiapan, sareng leakage hawa dideteksi.
6. Debu jeung kutub-sapotong lebu gampang ngabalukarkeun microshort circuit munggaran;
7.Positive jeung plat négatip kandel ti rentang prosés, hésé cangkang;
8. Masalah sealing suntik cair, kinerja sealing goréng tina bal baja ngabalukarkeun kendang gas;
9.Shell bahan asup témbok cangkang teuing kandel, deformasi cangkang mangaruhan ketebalan nu;
10. Suhu ambient tinggi di luar ogé ngabalukarkeun utama ledakan.
Jenis ledakan
Analisis tipe ledakan Jenis ledakan inti batré bisa digolongkeun kana sirkuit pondok éksternal, sirkuit pondok internal, sarta overcharge. Luar dieu nujul kana éksternal sél, kaasup sirkuit pondok disababkeun ku desain insulasi goréng tina pak batré internal. Nalika sirkuit pondok lumangsung di luar sél, jeung komponén éléktronik gagal pikeun neukteuk off loop, sél bakal ngahasilkeun panas tinggi di jero, ngabalukarkeun bagian tina éléktrolit pikeun vaporize, cangkang batré. Nalika suhu internal batréna luhur nepi ka 135 darajat Celsius, kertas diafragma kualitasna alus bakal nutup liang rupa, réaksi éléktrokimia ieu terminated atawa ampir terminated, nu plunges ayeuna, sarta hawa ogé pakait lalaunan, sahingga Ngahindarkeun ledakan. . Tapi kertas diafragma kalayan laju nutup goréng, atawa salah sahiji nu teu nutup pisan, bakal ngajaga batré haneut, ngejat leuwih éléktrolit, sarta ahirna peupeus casing batré, atawa malah naekeun suhu batré ka titik dimana bahan nundutan. sarta explodes. Sirkuit pondok internal utamana disababkeun ku burr tina foil tambaga jeung aluminium foil piercing diafragma, atawa kristal déndritik atom litium piercing diafragma.
Ieu leutik, logam kawas jarum bisa ngabalukarkeun sirkuit microshort. Kusabab jarumna ipis pisan sareng gaduh nilai résistansi anu tangtu, arusna henteu kedah ageung pisan. The burrs tina tambaga aluminium foil disababkeun dina prosés produksi. Fenomena anu dititénan nyaéta batréna bocor gancang teuing, sareng kalolobaanana tiasa disaring ku pabrik sél atanapi pabrik perakitan. Sarta alatan burrs leutik, aranjeunna kadang kaduruk kaluar, sahingga batréna deui normal. Ku alatan éta, kamungkinan ledakan disababkeun ku burr sirkuit pondok mikro teu luhur. Sapertos view, mindeng bisa ngecas ti jero unggal pabrik sél, tegangan dina batré goréng low, tapi jarang ledakan, meunang rojongan statistik. Ku alatan éta, ledakan disababkeun ku sirkuit pondok internal utamana disababkeun ku overcharge. Kusabab aya kristal logam litium jarum-kawas madhab dina lambar éléktroda pungkur overcharged, titik tusukan aya madhab, sarta sirkuit mikro-pondok lumangsung madhab. Ku alatan éta, suhu sél laun bakal naek, sarta ahirna suhu luhur bakal éléktrolit gas. kaayaan ieu, naha hawa teuing tinggi sangkan ledakan durukan bahan, atawa cangkang munggaran pegat, ku kituna hawa di na litium logam oksidasi galak, anu tungtung ledakan.
Tapi ledakan sapertos kitu, disababkeun ku sirkuit pondok internal disababkeun ku overcharging, teu merta lumangsung dina waktos ngecas. Bisa jadi yén pamakéna bakal eureun ngecas sarta nyandak telepon maranéhna kaluar saméméh batréna cukup panas pikeun ngaduruk bahan sarta ngahasilkeun gas cukup pikeun peupeus casing batré. Panas nu dihasilkeun ku loba sirkuit pondok lalaunan warms batré jeung, sanggeus sababaraha waktu, explodes. Katerangan umum ngeunaan konsumén nyaéta aranjeunna ngangkat telepon sareng mendakan éta panas pisan, teras dibuang sareng ngabeledug. Dumasar kana jenis ledakan di luhur, urang tiasa difokuskeun pencegahan overcharge, pencegahan sirkuit pondok éksternal, sareng ningkatkeun kasalametan sél. Diantarana, pencegahan overcharge sareng sirkuit pondok éksternal mangrupikeun panyalindungan éléktronik, anu aya hubunganana pisan sareng desain sistem batré sareng pak batré. Titik konci pikeun ningkatkeun kaamanan sél nyaéta panyalindungan kimia sareng mékanis, anu ngagaduhan hubungan anu saé sareng pabrik sél.
Masalah disumputkeun aman
Kasalametan batré ion litium henteu ngan ukur aya hubunganana sareng sifat bahan sél sorangan, tapi ogé aya hubunganana sareng téknologi persiapan sareng panggunaan batré. Batré telepon sélulér sering ngabeledug, di hiji sisi, kusabab kagagalan sirkuit panyalindungan, tapi anu langkung penting, aspék bahan henteu acan ngarengsekeun masalahna.
Asam kobalt litium katoda bahan aktip nyaéta sistem anu asak pisan dina batré leutik, tapi saatos muatan pinuh, masih seueur ion litium dina anoda, nalika overcharge, sésana dina anoda ion litium diharepkeun flock ka anoda. , kabentuk dina dendrite katoda ngagunakeun asam kobalt litium batré overcharge corollary, sanajan dina muatan normal sarta prosés ngurangan, Aya ogé bisa jadi kaleuwihan ion litium bébas éléktroda négatip pikeun ngabentuk dendrites. Énergi spésifik téoritis tina bahan litium kobalt langkung ti 270 mah / g, tapi kapasitas saleresna ngan ukur satengah tina kapasitas téoritis pikeun mastikeun kinerja siklus na. Dina prosés pamakean, kusabab sababaraha alesan (sapertos karusakan sistem manajemén) sareng tegangan ngecas batré teuing tinggi, sésa-sésa litium dina éléktroda positip bakal dipiceun, ngalangkungan éléktrolit ka permukaan éléktroda négatip dina bentuk déposisi logam litium pikeun ngabentuk dendrit. Dendrites Pierce diafragma, nyieun hiji sirkuit pondok internal.
Komponén utama éléktrolit nyaéta karbonat, anu ngagaduhan titik nyala sareng titik golak anu rendah. Bakal kaduruk atawa malah ngabeledug dina kaayaan nu tangtu. Upami batréna overheat, éta bakal ngakibatkeun oksidasi sareng réduksi karbonat dina éléktrolit, nyababkeun seueur gas sareng langkung panas. Lamun teu aya klep kaamanan atawa gas teu dileupaskeun ngaliwatan klep kaamanan, tekanan internal batré bakal naek sharply sarta ngabalukarkeun hiji ledakan.
Polimér éléktrolit litium batré ion teu fundamentally ngajawab masalah kaamanan, asam litium kobalt jeung éléktrolit organik ogé dipaké, sarta éléktrolit téh koloid, teu gampang bocor, bakal lumangsung durukan leuwih telenges, durukan masalah pangbadagna kaamanan batré polimér.
Aya ogé sababaraha masalah dina pamakéan batréna. Hiji sirkuit pondok éksternal atawa internal bisa ngahasilkeun sababaraha ratus ampere tina arus kaleuleuwihan. Nalika aya sirkuit pondok éksternal, batréna langsung ngaluarkeun arus anu ageung, nyéépkeun énergi anu ageung sareng ngahasilkeun panas anu ageung dina résistansi internal. Sirkuit pondok internal ngabentuk arus anu ageung, sareng suhu naék, nyababkeun diafragma ngalebur sareng daérah sirkuit pondok ngalegaan, sahingga ngabentuk siklus galak.
Batré ion litium dina raraga ngahontal sél tunggal 3 ~ 4.2V tegangan kerja tinggi, kudu nyokot dékomposisi tegangan leuwih gede ti 2V éléktrolit organik, sarta pamakéan éléktrolit organik dina arus tinggi, kaayaan suhu luhur bakal electrolyzed, electrolytic gas, hasilna ngaronjat tekanan internal, serius bakal megatkeun ngaliwatan cangkang.
Overcharge bisa endapanana logam litium, dina kasus cangkang beubeulahan, kontak langsung jeung hawa, hasilna durukan, dina waktos anu sareng ignition éléktrolit, seuneu kuat, ékspansi gancang gas, ledakan.
Salaku tambahan, pikeun batré ion litium ponsel, kusabab pamakean anu teu leres, sapertos ekstrusi, dampak sareng asupan cai ngakibatkeun ékspansi batré, deformasi sareng retakan, sareng sajabana, anu bakal ngakibatkeun sirkuit pondok batré, dina prosés ngaleupaskeun atanapi ngecas disababkeun. ku ledakan panas.
Kasalametan batré litium:
Pikeun ngahindarkeun overdischarge atanapi overcharge disababkeun ku panggunaan anu teu leres, mékanisme panyalindungan triple diatur dina batré ion litium tunggal. Salah sahijina nyaéta pamakean elemen switching, nalika suhu batré naék, résistansi na bakal naék, nalika hawa teuing tinggi, otomatis bakal ngeureunkeun catu daya; Anu kadua nyaéta milih bahan partisi anu pas, nalika suhu naék kana nilai anu tangtu, pori micron dina partisi bakal otomatis ngaleyurkeun, ku kituna ion litium henteu tiasa lulus, réaksi internal batré eureun; Katilu nyaéta nyetél klep kaamanan (nyaéta, liang curhat dina luhureun batré). Nalika tekanan internal batré naék ka nilai nu tangtu, klep kaamanan bakal muka otomatis pikeun mastikeun kasalametan batré.
Sakapeung, sanajan batréna sorangan boga ukuran kontrol kaamanan, tapi kusabab sababaraha alesan disababkeun ku gagalna kontrol, kurangna klep kaamanan atawa gas boga waktu pikeun ngaleupaskeun ngaliwatan klep kaamanan, tekanan internal batré bakal naek sharply sarta ngabalukarkeun. hiji ledakan. Sacara umum, total énergi anu disimpen dina batré litium-ion sabanding tibalik sareng kasalametanana. Nalika kapasitas batréna ningkat, volume batré ogé ningkat, sareng kinerja dissipation panasna mudun, sareng kamungkinan kacilakaan bakal ningkat pisan. Pikeun batré litium-ion anu dianggo dina telepon sélulér, sarat dasarna nyaéta kamungkinan kacilakaan kaamanan kedahna kirang ti hiji dina sajuta, anu ogé standar minimum anu tiasa ditampi ku masarakat. Pikeun batré litium-ion kapasitas ageung, khususna pikeun mobil, penting pisan pikeun ngadopsi dissipation panas paksa.
Pamilihan bahan éléktroda anu langkung aman, bahan litium mangan oksida, tina segi struktur molekul pikeun mastikeun yén dina kaayaan muatan pinuh, ion litium dina éléktroda positip parantos diselapkeun kana liang karbon négatip, dina dasarna nyingkahan generasi dendrit. Dina waktu nu sarua, struktur stabil asam litium mangan, ku kituna kinerja oksidasi na jauh leuwih handap asam litium kobalt, suhu dékomposisi asam litium kobalt leuwih ti 100 ℃, malah kusabab éksternal éksternal pondok-circuit (needling), éksternal. pondok-circuit, overcharging, ogé lengkep bisa nyingkahan bahaya durukan sarta ledakan disababkeun ku precipitated logam litium.
Sajaba ti éta, pamakéan bahan litium manganate ogé bisa greatly ngurangan biaya.
Pikeun ningkatkeun kamampuan téknologi kontrol kaamanan anu tos aya, urang kedah ningkatkeun kinerja kasalametan inti batré ion litium, anu penting pisan pikeun batré kapasitas ageung. Pilih diafragma kalayan kinerja nutup termal alus. Peran diafragma nyaéta pikeun ngasingkeun kutub positip sareng négatif batré bari ngamungkinkeun jalanna ion litium. Nalika suhu naék, mémbran ditutup sateuacan lebur, ningkatkeun résistansi internal kana 2.000 ohm sareng mareuman réaksi internal. Nalika tekanan internal atanapi suhu ngahontal standar prasetél, klep ledakan-buktina bakal muka sareng ngawitan ngagentos tekanan pikeun nyegah akumulasi kaleuleuwihan gas internal, deformasi, sarta ahirna ngakibatkeun cangkang burst. Ningkatkeun sensitipitas kontrol, pilih parameter kontrol anu langkung sénsitip sareng ngadopsi kontrol gabungan tina sababaraha parameter (anu penting pisan pikeun batré kapasitas ageung). Pikeun kapasitas badag batré litium ion pak mangrupakeun runtuyan / paralel sababaraha komposisi sél, kayaning tegangan komputer notebook leuwih ti 10V, kapasitas badag, umumna ngagunakeun 3 nepi ka 4 runtuyan batré tunggal bisa minuhan sarat tegangan, lajeng 2 nepi ka 3 runtuyan. batré pak paralel, guna mastikeun kapasitas badag.
Pek batré kapasitas luhur sorangan kudu dilengkepan fungsi panyalindungan rélatif sampurna, sarta dua rupa modul circuit board ogé kudu dianggap: modul ProtectionBoardPCB jeung modul SmartBatteryGaugeBoard. Sakabeh desain panyalindungan batré ngawengku: tingkat 1 panyalindungan IC (nyegah overcharge batré, overdischarge, sirkuit pondok), tingkat 2 panyalindungan IC (nyegah overvoltage kadua), sekering, indikator LED, pangaturan suhu sareng komponenana lianna. Dina mékanisme panyalindungan multi-tingkat, sanajan dina kasus carjer kakuatan abnormal jeung laptop, batré laptop ngan bisa switched kana kaayaan panyalindungan otomatis. Upami kaayaan henteu serius, éta sering dianggo normal saatos dipasang sareng dipiceun tanpa ngabeledug.
Téknologi dasar anu dianggo dina batré litium-ion anu dianggo dina laptop sareng telepon sélulér henteu aman, sareng struktur anu langkung aman kedah dipertimbangkeun.
Dina kacindekan, ku kamajuan téhnologi bahan jeung deepening pamahaman masarakat ngeunaan sarat pikeun desain, pabrik, nguji sarta pamakéan batré litium ion, masa depan accu litium ion bakal jadi leuwih aman.
waktos pos: Mar-07-2022