Təhlükəsizlik nümunəsi, litium-ion batareyanın qorunması tədbirləri və partlayış səbəbləri

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Pārnēsājamas spēkstacijas piegādātājs

Litium əsaslı batareya son 20 ildə ən sürətli batareya sistemidir və hazırda elektron məhsullarda geniş istifadə olunur. Son cib telefonları, laptop partlaması əslində batareya partlaması. Hansı cib telefonu və noutbukun akkumulyatoru işləyir, necə işləyir, niyə partlayır, partlayışın qarşısını necə alır.

Litium-ion batareyanın nüvəsi 4.2V-dən yüksək gərginliyə doldurulduqdan sonra görünməyə başlayacaq. Həddindən artıq yükləmə təzyiqi yüksəkdir və təhlükə də daha yüksəkdir.

Litium batareyasının gərginliyi 4.2V-dən yüksək olduqdan sonra müsbət elektrod materialında litium atomlarının qalan sayı yarıdan azdır və saxlama qurğusu tez-tez düşəcək, belə ki, batareya tutumu daimi azalır. Doldurmağa davam edərsə, mənfi elektrodun rezervuarı litium atomu ilə dolu olduğundan, sonrakı litium metal mənfi materialın səthində toplanacaq.

Bu litium atomları mənfi səth istiqamətindən litium ionuna qədər budaqlanmış kristallaşma olacaq. Bu litium metal kristalları müsbət və mənfi qısaqapanma yaratmaq üçün diafraqma kağızından keçəcək. Bəzən qısa qapanmadan əvvəl batareya ilk növbədə partlayacaq, çünki həddindən artıq doldurma prosesi, elektrolit və digər materiallar kimi materiallar qazı çatlayacaq, belə ki, batareyanın yuvası və ya təzyiq klapan qırılır, oksigenin mənfi səthdə litium atom reaksiyasına daxil olmasına imkan verir, Öz növbəsində partlayır.

Buna görə də, litium-ion batareyası doldurulduqda, batareyanın ömrünü, tutumunu və təhlükəsizliyini nəzərə alaraq eyni vaxtda gərginliyin yuxarı həddini təyin etmək üçün təyin edilməlidir. Ən çox arzu olunan şarj gərginliyi həddi 4.2V-dir.

Litium batareyası boşaldıqda gərginlik limiti olmalıdır. Batareyanın gərginliyi 2,4V-dən aşağı olduqda bəzi materiallar məhv olacaq.

Həm də batareyanın özünü boşaldacağına görə, daha uzun gərginlik daha aşağıdır, buna görə boşaldıqda onu 2,4V-ə qədər qoymamaq yaxşıdır. Litium ion batareyası 3-dən boşaldılır.

0V-dən 2.4V-ə qədərdir və buraxılan enerji yalnız batareya tutumunun təxminən 3% -ni təşkil edir. Buna görə də, 3.

0V ideal boşalma kəsmə gərginliyidir. Doldurma və boşalma zamanı gərginlik həddinə əlavə olaraq, cərəyanın həddi də lazımdır. Cari çox böyük olduqda, litium ionu materialın səthində toplanacaq saxlama şəbəkəsinə daxil deyil.

Bu litium ionları elektron olduqdan sonra, materialın səthində litium atom kristallaşması baş verir, bu da təhlükəli ola biləcək həddindən artıq yüklə eynidir. Çatlama halında, partlayacaq. Buna görə də, litium-ion batareyalarının qorunması daxil edilməlidir: doldurma gərginliyinin yuxarı həddi, boşalma gərginliyi həddi və cərəyanın yuxarı həddi.

Ümumiyyətlə, litium-ion batareya hüceyrəsinə əlavə olaraq, bu üç qorunmanın təmin edilməsi üçün vacib olan qoruyucu lövhə olacaq. Bununla belə, qoruyucunun üç qorunması açıq-aydın kifayət deyil və qlobal litium-ion batareya partlayışı hələ də tərcümeyi-haldır. Batareya sisteminin təhlükəsizliyini təmin etmək üçün batareyanın partlamasını daha diqqətli təhlil etməlisiniz.

Partlayış səbəbləri: 1, daxili qütbləşmə; 2, həddindən artıq lent udma, elektrolit ilə reaktiv baraban; 3, elektrolitin özünün keyfiyyəti, performans problemi; 5, montaj prosesində lazer qaynaq sızdırmazlığı performansı zəifdir, daldırma sızdıqda sızma; 6, toz, qütb toz ilk asanlıqla mikro-qısa dövrə səbəb olur; 7, müsbət və mənfi dirəklər proses diapazonundan daha qalındır, qabıq çətindir; 8, qeyd Maye sızdırmazlıq problemi, polad top sızdırmazlıq performansı qaz barabanına səbəb olmaq üçün yaxşı deyil; 9, mənzil materialının qalınlığı, mənzil deformasiyasının qalınlığı var; 10, xarici mühit temperaturu da partlamanın vacib səbəbidir. Batareyanın nüvəsinin partlamasının partlama tipli partlayış analizinin növü xarici qısaqapanma, daxili qısaqapanma və üç növ yük kimi ümumiləşdirilə bilər. Buradakı xarici sistem, batareya paketində zəif izolyasiya dizaynı nəticəsində yaranan qısa qapanmaları ehtiva edən batareyanın xarici hissəsinə aiddir.

Qısa qapanma batareya hüceyrəsinin xaricində olduqda, elektron komponent kəsilmir və batareya hüceyrəsinin daxili hissəsi yüksək istilikə malikdir, nəticədə qismən elektrolit buxarlanır və batareyanın qabığını dəstəkləyir. Batareyanın daxili temperaturu 135 dərəcə Selsi yüksək olduqda, diafraqmanın keyfiyyəti bağlanır, elektrokimyəvi reaksiya dayandırılır və ya bitməyə yaxındır, cərəyan kəskin şəkildə azalır və temperatur yavaş-yavaş azalır, bu da öz növbəsində partlayışın qarşısını alır. Bununla belə, incə çuxurun bağlanma dərəcəsi çox zəifdir və ya incə dəlik diafraqma kağızını bağlamır, bu da yüksəlməyə davam edəcək, daha çox elektrolit və batareyanın korpusunu yekunlaşdıracaq və hətta batareyanın temperaturu 燃 并 etmək və partlamaq üçün batareyanın temperaturunu artıracaq.

Daxili qısaqapanma vacibdir, çünki mis folqa alüminium folqa membranını çəkir və ya litium atomunun budaqları diafraqmanı geyir. Bu incə iynələr mikro-qısa qapanmalara səbəb ola bilər. İğnə çox incə olduğundan, müəyyən bir müqavimət dəyəri var, buna görə də cərəyan mütləq deyil.

Mis alüminium folqa yapışqan istehsal prosesindən qaynaqlanır. Və nasazlıq kiçik olduğu üçün bəzən yanacaq ki, batareya normal vəziyyətə düşəcək. Buna görə də buruqların yaratdığı partlayış ehtimalı yüksək deyil.

Beləliklə, hər bir hüceyrənin daxili hissəsindən qısa bir batareyanın daxili doldurulması mümkündür. Bununla belə, partlayış hadisəsi baş verib, lakin bu, statistik olaraq təsdiqlənib. Buna görə daxili qısaqapanma nəticəsində yaranan partlayış həddindən artıq yüklənmə səbəbindən vacibdir.

Çünki bu, iynə formalı litium metal kristallaşmasıdır və mikro-qısa dövrədir. Buna görə batareyanın temperaturu tədricən artacaq və nəhayət yüksək temperatur qazı elektrolitlə dolduracaq. Bu vəziyyət istər materialın yanan partlaması çox yüksək olsun, istərsə də xarici qabığı ilk olaraq qırılarsa, havaya yatırılan və lityum metal, bu partlayışdır.

Bununla belə, həddindən artıq daxili qısaqapanmanın səbəb olduğu bu partlayışın doldurulma zamanı baş verməsi mütləq deyil. Materialın yanmasına imkan vermək üçün batareyanın temperaturu yüksək olmaya bilər. Qaz görünəndə, istehlakçı batareyanın korpusunu qırmaq üçün kifayət deyil, istehlakçı cib telefonu ilə birlikdə şarjı dayandıracaq.

Bu zaman, bir çox mikro-qısa dövrə istilik, yavaş-yavaş batareyanın temperaturu artır, bir müddət sonra, yalnız partlayış. İstehlakçının ümumi təsviri telefonu götürüb telefonun isti olduğunu, sonra isə partladığını tapmaqdır. Bəzi partlayış növləri, biz partlayışa davamlı diqqəti qarşısının alınmasına, xarici qısa qapanmanın qarşısının alınmasına və batareyanın təhlükəsizliyini üç aspektə təkmilləşdirə bilərik.

Onların arasında həddindən artıq yüklənmənin qarşısının alınması və xarici qısa qapanmanın qarşısının alınması elektron mühafizəyə aiddir və batareya sisteminin dizaynı və batareya paketi ilə böyük əlaqəyə malikdir. Elektrik təhlükəsizliyinin təkmilləşdirilməsinin diqqət mərkəzində batareyanın əsas istehsalçısı ilə böyük əlaqəsi olan kimyəvi və mexaniki qorunmadır. Təhlükəsiz litium-ion batareyalarının təhlükəsizlik problemləri yalnız hovuz materiallarının təbiəti ilə deyil, həm də batareyanın hazırlanması texnologiyası və istifadəsi ilə bağlıdır.

Cib telefonunun akkumulyatorunda, bir tərəfdən, mühafizə dövrəsinin sıradan çıxması səbəbindən tez-tez partlayış hadisələri olur, lakin daha da əhəmiyyətlisi, materialın fundamental həlli yoxdur. Litium kobalt-kobaltat çox yetkin bir sistemdir, lakin yük doldurulduqdan sonra müsbət elektrodda qalmaq üçün hələ də böyük miqdarda litium ionları var. Doldurulduqda, müsbət elektrodda qalan litium ionları mənfi elektroda axışacaq.

Dendridi meydana gətirən mənfi elektrod, litium-kobaltat materialının batareyası ilə qaçılmaz bir batareyanın qaçılmaz nəticəsidir. Normal yükləmə və boşalma prosesində belə, dendritlər və litium kobaltat materialı yaratmaq üçün mənfi elektroda sərbəst litium ionunun artıqlığı ola bilər. Enerji qram başına 270 mA-dan çoxdur, lakin onun dövriyyə performansını təmin etmək üçün faktiki istifadə gücü nəzəri gücün yalnız yarısıdır.

İstifadə zamanı, bəzi səbəblərdən (məsələn, idarəetmə sisteminin zədələnməsi) batareyanın doldurma gərginliyi çox yüksəkdir və müsbət elektrodda qalan litiumun bir hissəsi elektrolitin metal şəklində metal litium şəklində yatırıldığını çıxaracaq. Dendritik diafraqmanı yapışdıraraq daxili qısaqapanma yaradır. Elektrolitin vacib komponenti karbonatdır, alovlanma nöqtəsi çox aşağıdır, qaynama nöqtəsi də aşağıdır və müəyyən şərtlərdə yanacaq və ya partlayacaqdır.

Batareyanın həddindən artıq qızması varsa, bu, elektrolitdəki karbonatların oksidləşməsinə və bərpasına səbəb ola bilər, çox miqdarda qaz və daha çox istilik var, məsələn, təhlükəsizlik klapanının olmaması və ya qazın təhlükəsizlik klapanı vasitəsilə buraxılmaması, batareyanın təzyiqi kəskin şəkildə yüksələcək və partlayışa səbəb olacaqdır. Polimer elektrolit litium-ion batareyası təhlükəsizlik problemlərini əsaslı şəkildə həll etmir və litium kobaltat və üzvi elektrolit və elektrolit bir geldir, sızması asan deyil və daha şiddətli yanma baş verəcək, yanma polimer batareyanın təhlükəsizliyidir Ən yaxşı problem. İstifadədə də bəzi problemlər var və batareyada qısaqapanma və ya daxili qısaqapanma olacaq.

Xarici qısaqapanma vaxtı batareyanın ani cərəyan boşalması, daxili blokda çox enerji istehlak edir, böyük istilik. Daxili qısaqapanma böyük cərəyan əmələ gətirir və temperaturun yüksəlməsi ərimə ilə nəticələnir və qısaqapanma sahəsi genişlənir ki, bu da öz növbəsində qapalı dairə yaradır. Litium-ion batareyası 3-dən 4-ə qədər yüksək işləmə gərginliyidir.

Tək batareyaya 2V. 2V-dən çox parçalanma gərginliyinə malik olan bir ön məhlul almaq lazımdır və üzvi elektrolit yüksək cərəyan və yüksək temperatur altında elektrolit olacaq və qaz yaranır. Nəticədə daxili təzyiq yüksəlir, korpusu ciddi şəkildə pozur.

Həddindən artıq yüklənmə, korpusda çatlama halında, hava ilə birbaşa təmasda olan metal litiumun çökməsinə səbəb ola bilər, nəticədə yanma və elektrolit, güclü alov, sürətli genişlənmə, partlayış daxildir. Bundan əlavə, batareyanın qısa qapanmasına, boşalma və ya doldurulma prosesində ekzotermiyaya səbəb ola biləcək sıxma, zərbə və su kimi düzgün istifadə edilməməsi səbəbindən batareyanın qısa qapanması var.

Litium-ion batareyalarının təhlükəsizliyi: Batareyanın həddindən artıq boşalmasının və ya düzgün istifadə edilməməsi səbəbindən həddindən artıq yüklənməsinin qarşısını almaq üçün monomer litium-ion batareyada üçlü qoruma mexanizmi təmin edilmişdir. Birincisi, keçid elementi istifadə olunur. Batareyada temperatur yüksəldikdə, onun müqaviməti artır, temperatur çox yüksək olduqda, enerji avtomatik olaraq dayandırılır; ikincisi, müvafiq bölmə materialını seçməkdir, temperatur müəyyən bir dəyərə yüksəldikdə, bölmədəki mikrofon mikrofonu avtomatik olaraq həll ediləcək, beləliklə litium ionu keçə bilməz, daxili reaksiya dayandırılır; üçüncüsü təhlükəsizlik klapanını təmin etməkdir (yəni batareyanın daxili təzyiqi müəyyən bir dəyərə yüksəlir, təhlükəsizlik klapanı batareyanın təhlükəsizliyini təmin etmək üçün avtomatik olaraq açılır.

Bəzən, batareyanın özü təhlükəsizlik nəzarət tədbirləri olsa da, nasazlığa səbəb olan bəzi səbəblər, təhlükəsizlik klapanlarının və ya qazın olmaması təhlükəsizlik klapanının buraxılması vasitəsilə aşağıdakı kimi deyil, batareyada olan kompressor kəskin şəkildə yüksələcək və partlayışa səbəb olacaqdır. Ümumiyyətlə, litium-ion batareyanın ümumi enerjisi və təhlükəsizliyi tərs nisbətdədir, yeni batareya tutumu ilə batareyanın həcmi də artır, onun istilik yayılması performansı pisləşir və qəza ehtimalı əhəmiyyətli dərəcədə artacaq. Cib telefonları üçün litium-ion batareyaları haqqında, əsas tələblər təhlükəsizlik qəzaları ehtimalından biridir ki, bu da ictimaiyyətin qəbul edə biləcəyi minimum standartdır.

Böyük tutumlu litium-ion batareyaları, xüsusən də avtomobillər və s. Haqqında, xüsusilə vacib olan məcburi istilik yayılması. Daha təhlükəsiz elektrod materialı seçin, litium manqanat materialını seçin və müsbət elektrodun litium ionunun tam güc vəziyyətində mənfi elektrod karbon aperturasına tamamilə daxil olmasını təmin edin.

Eyni zamanda, litium manqanatın möhkəm bir quruluşu var ki, onun oksidləşdirici xassələri litium kobaltatdan çox aşağıdır və parçalanma temperaturu litium kobaltatı 100 ° C-dən çox keçir, hətta daxili qısaqapanma (akupunktur), xarici qısaqapanma, tam doldurulduqda, metalın yanma riski tam olaraq qarşısını alır. litium. Bundan əlavə, litium manqanat materialı da çox azaldıla bilər. Mövcud təhlükəsizlik nəzarət texnologiyasının performansını yaxşılaşdırın, ilk növbədə litium-ion batareya nüvələrinin təhlükəsizlik performansını yaxşılaşdırın, bu, böyük tutumlu batareyalar üçün xüsusilə vacibdir.

Yaxşı bir termal bağlama performansı olan bir diafraqmanın seçilməsi, diafraqmanın istifadəsi litium ionlarının keçməsinə imkan verən batareyanın müsbət və mənfi elektrodundan keçməkdir. Temperatur yüksəldikdə, diafraqma əriməzdən əvvəl bağlanır və bununla da daxili müqavimət 2000 ohm-a qədər yüksəlir, beləliklə daxili reaksiya dayanır. Daxili təzyiq və ya temperatur əvvəlcədən təyin edilmiş meyarlara çatdıqda, partlayışa davamlı klapan açılacaq, təzyiq göstərməyə başlayacaq və daxili qaz çox yorulur, deformasiya nəticədə korpusun partlamasına səbəb olur.

İdarəetmə həssaslığını yaxşılaşdırın, daha həssas idarəetmə parametrlərini seçin və çoxsaylı parametrlərlə birgə idarəetmə (bu, xüsusilə böyük tutumlu batareyalar üçün vacibdir). Böyük tutumlu litium-ion batareya paketinə gəldikdə, dizüstü kompüterin 10V gərginliyi var, tutumu böyükdür və gərginlik tələbləri 3 ilə 4 vahid hüceyrə ilə təmin edilə bilər və sonra 2 ~ 3 seriyalı batareya paketi böyük tutumu təmin etmək üçün paraleldir. Böyük tutumlu batareya paketinin özü daha tam qorunma təyin etməli, eyni zamanda iki elektron lövhə modulunu da nəzərdən keçirməlidir: qoruyucu elektron lövhə modulu və SmartBatteryGaugeboard modulu.

Batareyanın mühafizəsinin bütün dəstinə aşağıdakılar daxildir: Səviyyə 1 Qoruma IC (Batareyanın Həddindən artıq doldurulmasının, Həddindən artıq təzyiqin, Qısa Qapanmanın qarşısının alınması), Səviyyə 2 Qoruma IC (2-ci Aşırı Yüklənmənin Qarşısının Alınması), Qoruyucu, LED Göstəricisi, Temperatur Tənzimlənməsi. Çox səviyyəli qorunma mexanizmi altında, enerji doldurma qurğusunda anormallıq olduqda belə, noutbukda anormallıq var, noutbukun batareyası yalnız avtomatik qorunmaya çevrilə bilər, vəziyyət ciddi deyilsə, tez-tez yenidən qoşulduqdan sonra düzgün işləyir, Partlayış yoxdur. .