Անվտանգության, լիթիում-իոնային մարտկոցի պաշտպանության միջոցառումների և պայթյունի պատճառների օրինակ

Аўтар: Iflowpower - Cyflenwr Gorsaf Bŵer Cludadwy

Լիթիումի վրա հիմնված մարտկոցը ամենաարագ մարտկոցային համակարգն է վերջին 20 տարիների ընթացքում և ներկայումս լայնորեն օգտագործվում է էլեկտրոնային արտադրանքներում: Վերջին բջջային հեռախոսները, նոութբուքի պայթյունը հիմնականում մարտկոցի պայթյուն է: Ինչ բջջային հեռախոսի և նոութբուքի մարտկոց է աշխատում, ինչպես աշխատել, ինչու պայթյուն, ինչպես կանխել պայթյունը.

Այն բանից հետո, երբ լիթիումի իոնային մարտկոցի միջուկը լիցքավորվի 4,2 Վ-ից բարձր լարման վրա, այն կսկսի հայտնվել: Գերլիցքավորման ճնշումը բարձր է, վտանգը՝ նույնպես։

Այն բանից հետո, երբ լիթիումի մարտկոցի լարումը 4,2 Վ-ից բարձր է, լիթիումի ատոմների մնացած թիվը դրական էլեկտրոդի նյութում կեսից պակաս է, և պահեստավորման հանդերձանքը հաճախ ընկնում է, այնպես որ մարտկոցի հզորությունը մշտական ​​նվազում է ունենում: Եթե ​​այն շարունակի լիցքավորվել, քանի որ բացասական էլեկտրոդի ջրամբարը լցված է լիթիումի ատոմով, հաջորդ լիթիումի մետաղը կկուտակվի բացասական նյութի մակերեսում։

Այս լիթիումի ատոմները կունենան ճյուղավորված բյուրեղացում՝ բացասական մակերեսի ուղղությամբ դեպի լիթիումի իոն: Այս լիթիումի մետաղական բյուրեղները կանցնեն դիֆրագմայի թղթի միջով՝ դրական և բացասական կարճ միացումներ ստեղծելու համար: Երբեմն կարճ միացումից առաջ մարտկոցը առաջինը կպայթի, քանի որ նյութերը, ինչպիսիք են գերլիցքավորման գործընթացը, էլեկտրոլիտը և այլ նյութեր, կճեղքեն գազը, այնպես որ մարտկոցի պատյանը կամ ճնշման փականը կոտրվում է, ինչը թույլ է տալիս թթվածին մտնել լիթիումի ատոմային ռեակցիա բացասական մակերևույթի մեջ, իր հերթին պայթում է:

Հետևաբար, երբ լիթիումի իոնային մարտկոցը լիցքավորվում է, այն պետք է կարգավորվի այնպես, որ լարման վերին սահմանը սահմանվի միաժամանակ՝ հաշվի առնելով մարտկոցի կյանքը, հզորությունը և անվտանգությունը: Լիցքավորման լարման ամենացանկալի սահմանը 4.2 Վ-ն է:

Լիթիումի մարտկոցը լիցքաթափվելիս պետք է լինի լարման սահմանափակում: Որոշ նյութեր կկործանվեն, երբ մարտկոցի լարումը ցածր է 2,4 Վ-ից:

Նաև այն պատճառով, որ մարտկոցը ինքնալիցքաթափվելու է, այնքան ավելի երկար լարումն ավելի ցածր է, ուստի ավելի լավ է այն չդնել մինչև լիցքաթափվելուց 2,4 Վ: Լիթիումի իոնային մարտկոցը լիցքաթափված է 3-ից։

0V-ից մինչև 2.4V, իսկ թողարկված էներգիան կազմում է մարտկոցի հզորության մոտ 3%-ը: Հետևաբար, 3.

0V-ը իդեալական լիցքաթափման լարում է: Լիցքավորման և լիցքաթափման ժամանակ, բացի լարման սահմանից, անհրաժեշտ է նաև հոսանքի սահմանը։ Երբ հոսանքը չափազանց մեծ է, լիթիումի իոնը չի մտնում պահեստավորման ցանց, որը կուտակվում է նյութի մակերեսին:

Այս լիթիումի իոնների էլեկտրոնային եղանակով հայտնվելուց հետո նյութի մակերեսին տեղի է ունենում լիթիումի ատոմային բյուրեղացում, որը նույնն է, ինչ ավելորդ լիցքը, որը կարող է վտանգավոր առաջացնել: Ճաքելու դեպքում կպայթի։ Հետևաբար, լիթիումի իոնային մարտկոցների պաշտպանությունը պետք է ներառվի՝ լիցքավորման լարման վերին սահմանը, լիցքաթափման լարման սահմանը և հոսանքի վերին սահմանը:

Ընդհանուր առմամբ, բացի լիթիում-իոնային մարտկոցի բջիջից, կլինի պաշտպանիչ թիթեղ, որը կարևոր է ապահովել այս երեք պաշտպանությունը: Այնուամենայնիվ, պաշտպանիչի երեք պաշտպանությունն ակնհայտորեն բավարար չէ, և լիթիում-իոնային մարտկոցի գլոբալ պայթյունը դեռևս կենսագրություն է: Մարտկոցի համակարգի անվտանգությունն ապահովելու համար դուք պետք է ավելի զգույշ վերլուծեք մարտկոցի պայթյունը:

Պայթյունի պատճառները՝ 1, ներքին բևեռացում; 2, ծայրահեղ ժապավենի կլանումը, ռեակտիվ թմբուկը էլեկտրոլիտով; 3, ինքնին էլեկտրոլիտի որակի, կատարողականի խնդիրը. 5, լազերային եռակցման կնքման կատարումը հավաքման գործընթացում վատ է, արտահոսք, երբ ընկղմումը արտահոսում է. 6, փոշին, բևեռային փոշին առաջին հերթին հեշտությամբ միկրոկարճ միացում է առաջացնում; 7, դրական և բացասական բևեռները ավելի հաստ են, քան գործընթացի միջակայքը, կեղևը դժվար է. 8, նշում Հեղուկ կնքման խնդիր, պողպատե գնդակի կնքման կատարումը լավ չէ գազի թմբուկի առաջացման համար; 9, բնակարանային նյութի հաստությունը, բնակարանի դեֆորմացիայի հաստությունը; 10, արտաքին միջավայրի ջերմաստիճանը նույնպես պայթյունի կարևոր պատճառ է: Մարտկոցի միջուկի պայթյունի պայթյունի տիպի պայթյունի վերլուծության տեսակը կարելի է ամփոփել որպես արտաքին կարճ միացում, ներքին կարճ միացում և երեք տեսակի լիցքավորում: Արտաքին համակարգը այստեղ վերաբերում է մարտկոցի արտաքին մասին, որն իր մեջ ներառում է կարճ միացումներ, որոնք առաջացել են մարտկոցի փաթեթում մեկուսացման վատ դիզայնի պատճառով:

Երբ կարճ միացում մարտկոցի բջիջից դուրս է, էլեկտրոնային բաղադրիչը չի կտրվում, և մարտկոցի բջիջի ինտերիերը կունենա բարձր ջերմություն, ինչը կհանգեցնի էլեկտրոլիտի մասնակի գոլորշիացմանը և կաջակցի մարտկոցի կեղևին: Երբ մարտկոցի ներքին ջերմաստիճանը բարձր է մինչև 135 աստիճան Ցելսիուս, դիֆրագմայի որակը փակ է, էլեկտրաքիմիական ռեակցիան ավարտվում է կամ մոտ է ավարտվում, հոսանքը կտրուկ իջնում ​​է և ջերմաստիճանը դանդաղորեն նվազում է, ինչն իր հերթին կանխում է պայթյունը: Այնուամենայնիվ, բարակ անցքերի փակման արագությունը շատ վատ է, կամ նուրբ անցքը չի փակում դիֆրագմայի թուղթը, որը կշարունակի բարձրանալ, ավելի շատ էլեկտրոլիտ և վերջնական տեսքի բերել մարտկոցի պատյանը, և նույնիսկ բարձրացնել մարտկոցի ջերմաստիճանը, որպեսզի մարտկոցի ջերմաստիճանը բարձրանա և պայթի:

Ներքին կարճ միացումը կարևոր է, քանի որ պղնձե փայլաթիթեղը քաշում է ալյումինե փայլաթիթեղի թաղանթը, կամ լիթիումի ատոմի ճյուղերը կրում են դիֆրագմը: Այս նուրբ ասեղները կարող են առաջացնել միկրոկարճ միացումներ: Քանի որ ասեղը շատ նուրբ է, կա որոշակի դիմադրության արժեք, հետևաբար, հոսանքը պարտադիր չէ:

Պղնձի ալյումինե փայլաթիթեղի սոսինձը առաջանում է արտադրության գործընթացից: Եվ քանի որ խափանումը փոքր է, երբեմն այն կվառվի, որպեսզի մարտկոցը վերադառնա նորմալ: Ուստի փորվածքներից առաջացած պայթյունի հավանականությունը մեծ չէ։

Այս կերպ հնարավոր է լինում բջիջներից յուրաքանչյուրի ներսից ներքին լիցքավորված կարճ մարտկոց ունենալ: Այնուամենայնիվ, պայթյունի դեպքը տեղի է ունեցել, սակայն այն վիճակագրորեն հաստատվել է։ Հետևաբար, ներքին կարճ միացումների հետևանքով առաջացած պայթյունը կարևոր է գերլիցքավորման պատճառով:

Քանի որ, դա ասեղաձև լիթիումի մետաղի բյուրեղացում է, և դա միկրոկարճ միացում է: Հետևաբար, մարտկոցի ջերմաստիճանը աստիճանաբար կբարձրանա, և վերջապես բարձր ջերմաստիճանը կէլեկտրոլիտի գազը: Այս իրավիճակը, անկախ նրանից, թե դա չափազանց բարձր է, որպեսզի նյութը այրվի պայթյուն, կամ արտաքին կեղևը նախ կոտրված է, այնպես որ օդը ներդրված է և լիթիում մետաղի մեջ, դա պայթյուն է:

Այնուամենայնիվ, չափազանց ներքին կարճ միացման հետևանքով առաջացած այս պայթյունը պարտադիր չէ, որ տեղի ունենա լիցքավորման պահին: Հնարավոր է, որ մարտկոցի ջերմաստիճանը բարձր չէ, որպեսզի նյութը այրվի: Երբ գազը հայտնվում է, սպառողը չի բավականացնում մարտկոցի պատյանը կոտրելու համար, սպառողը կդադարեցնի լիցքավորումը՝ բջջային հեռախոսը դուրս գալու համար։

Այս պահին շատ միկրոկարճ միացումների ջերմությունը դանդաղորեն բարձրացնում է մարտկոցի ջերմաստիճանը, որոշ ժամանակ անց միայն պայթյուն: Սպառողի ընդհանուր նկարագրությունն այն է, որ վերցնում է հեռախոսը և պարզում, որ հեռախոսը տաք է, իսկ հետո պայթել է: Պայթյունների որոշ տեսակների դեպքում մենք կարող ենք պայթուցիկ պաշտպանված ուշադրություն դարձնել կանխարգելման, արտաքին կարճ միացման կանխարգելման և մարտկոցի անվտանգության բարելավման երեք ասպեկտների վրա:

Դրանցից օվերչալտենի կանխարգելումը և արտաքին կարճ միացման կանխարգելումը պատկանում են էլեկտրոնային պաշտպանությանը և մեծ կապ ունեն մարտկոցների համակարգի դիզայնի և մարտկոցների փաթեթի հետ: Էլեկտրաէներգիայի անվտանգության բարելավման առանցքը քիմիական և մեխանիկական պաշտպանությունն է, որը մեծ հարաբերություններ ունի մարտկոցների միջուկի արտադրողի հետ: Վտանգավոր լիթիում-իոնային մարտկոցների անվտանգության խնդիրները ոչ միայն կապված են լողավազանի նյութերի բնույթի հետ, այլ նաև կապված են մարտկոցների պատրաստման տեխնոլոգիայի և օգտագործման հետ:

Բջջային հեռախոսի մարտկոցը հաճախակի պայթյունի դեպքեր է ունենում, մի կողմից, պաշտպանական սխեմայի խափանումների պատճառով, բայց ավելի կարևոր է, որ նյութի հիմնարար լուծում չկա: Լիթիումի կոբալտ-կոբալտատը շատ հասուն համակարգ է, սակայն լիցքը լցնելուց հետո դեռևս մեծ քանակությամբ լիթիումի իոններ են մնում դրական էլեկտրոդում: Երբ այն լցվում է, դրական էլեկտրոդում մնացած լիթիումի իոնները կհավաքվեն դեպի բացասական էլեկտրոդ:

Դենդրիդը ձևավորող բացասական էլեկտրոդը անխուսափելի մարտկոցի անխուսափելի արդյունքն է լիթիումի կոբալտային նյութի մարտկոցով: Նույնիսկ նորմալ լիցքավորման և լիցքաթափման գործընթացում, կարող է լինել լիթիումի իոնի ավելցուկ, որն ազատ է բացասական էլեկտրոդից՝ ձևավորելով դենդրիտներ և լիթիումի կոբալտատ նյութ: Էներգիան մեկ գրամի համար ավելի քան 270 մԱ է, սակայն դրա ցիկլի կատարումն ապահովելու համար իրական օգտագործման հզորությունը տեսական հզորության միայն կեսն է:

Օգտագործման ընթացքում, ինչ-ինչ պատճառներով (օրինակ՝ կառավարման համակարգի վնասում) մարտկոցի լիցքավորման լարումը չափազանց բարձր է, և դրական էլեկտրոդում մնացած լիթիումի մի մասը դուրս կբերի, որ էլեկտրոլիտը նստած է մետաղի լիթիումի տեսքով՝ մետաղի տեսքով: Դենդրիտային կպցրեք դիֆրագմը՝ ներքին կարճ միացում ձևավորելու համար: Էլեկտրոլիտի կարևոր բաղադրիչը կարբոնատն է, բռնկման կետը շատ ցածր է, եռման ջերմաստիճանը նույնպես ցածր է, և որոշակի պայմաններում այն ​​կվառվի կամ կպայթի։

Եթե ​​մարտկոցի գերտաքացում կա, դա կարող է առաջացնել էլեկտրոլիտի կարբոնատների օքսիդացում և վերականգնում, կա մեծ քանակությամբ գազ և ավելի շատ ջերմություն, օրինակ՝ անվտանգության փականի բացակայությունը կամ գազը չի բաց թողնվում անվտանգության փականի միջոցով, մարտկոցի ճնշումը կտրուկ կբարձրանա և պայթյուն կառաջացնի: Պոլիմերային էլեկտրոլիտի լիթիում-իոնային մարտկոցը հիմնովին չի լուծում անվտանգության խնդիրները, իսկ լիթիումի կոբալտատը և օրգանական էլեկտրոլիտը, իսկ էլեկտրոլիտը գել է, այն հեշտ չէ արտահոսել, և ավելի կատաղի այրում տեղի կունենա, այրումը պոլիմերային մարտկոցի անվտանգությունն է Լավագույն խնդիրը: Օգտագործման մեջ կան նաև որոշ խնդիրներ, և մարտկոցում կարճ միացում կամ ներքին կարճ միացում կլինի:

Արտաքին կարճ միացման ժամանակ մարտկոցի ակնթարթային ընթացիկ լիցքաթափում, ներքին բլոկում մեծ էներգիա սպառում, հսկայական ջերմություն: Ներքին կարճ միացումը մեծ հոսանք է առաջացնում, և ջերմաստիճանի բարձրացումը հանգեցնում է հալման, և կարճ միացման տարածքը ընդլայնվում է, որն իր հերթին ձևավորում է արատավոր շրջան: Լիթիում-իոնային մարտկոցը 3-ից 4-ի բարձր աշխատանքային լարում է:

2 Վ մեկ մարտկոցի համար: Անհրաժեշտ է ընդունել 2 Վ-ից ավելի տարրալուծման լարում ունեցող առաջային լուծույթ, և բարձր հոսանքի և բարձր ջերմաստիճանի դեպքում օրգանական էլեկտրոլիտը կդառնա էլեկտրոլիտ, և առաջանում է գազ։ Արդյունքը բարձրացել է ներքին ճնշումը, խստորեն կոտրել բնակարանը:

Գերլիցքավորումը կարող է նստեցնել մետաղի լիթիումը՝ պատյանում ճաքելու, օդի հետ անմիջական շփման դեպքում, որի արդյունքում այրվում է, և ներառում է էլեկտրոլիտ, ուժեղ բոց, արագ ընդլայնում, պայթյուն: Բացի այդ, առկա է մարտկոցի կարճ միացում ոչ պատշաճ օգտագործման պատճառով, ինչպիսիք են սեղմումը, հարվածը և ջուրը և այլն, ինչը կարող է առաջացնել մարտկոցի կարճ միացում, էկզոթերմ լիցքաթափման կամ լիցքավորման գործընթացում:

Լիթիում-իոնային մարտկոցների անվտանգությունը. մարտկոցի ավելորդ լիցքաթափումը կամ անպատշաճ օգտագործման պատճառով գերլիցքավորումը կանխելու համար մոնոմեր լիթիումի իոնային մարտկոցում ապահովված է եռակի պաշտպանության մեխանիզմ: Նախ, օգտագործվում է անջատիչ տարրը: Երբ մարտկոցի ջերմաստիճանը բարձրանում է, նրա դիմադրությունը մեծանում է, երբ ջերմաստիճանը չափազանց բարձր է, հոսանքն ինքնաբերաբար դադարեցվում է. երկրորդը՝ ընտրել համապատասխան միջնորմային նյութը, երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է որոշակի արժեքի, միջնորմի վրա գտնվող խոսափողը ինքնաբերաբար կլուծվի, որպեսզի լիթիումի իոնը չանցնի, ներքին ռեակցիան դադարեցվի. երրորդը անվտանգության փականի ապահովումն է (այսինքն՝ մարտկոցի ներքին ճնշումը բարձրանում է որոշակի արժեքի, անվտանգության փականը ավտոմատ կերպով բացվում է՝ մարտկոցի անվտանգությունն ապահովելու համար։

Երբեմն, թեև մարտկոցն ինքն ունի անվտանգության վերահսկման միջոցներ, քանի որ խափանում պատճառող որոշ պատճառներ, անվտանգության փականների կամ գազի բացակայությունը հետևյալն չէ անվտանգության փականի արձակման միջոցով, մարտկոցի կոմպրեսորը կտրուկ կբարձրանա և կառաջացնի պայթյուն: Ընդհանուր առմամբ, լիթիումի իոնային մարտկոցի ընդհանուր էներգիան և անվտանգությունը հակադարձ հարաբերակցությամբ են, նոր մարտկոցի հզորությամբ, մարտկոցի ծավալը նույնպես մեծանում է, դրա ջերմության արտանետման աշխատանքը վատթարանում է, և վթարների հավանականությունը զգալիորեն կաճի: Բջջային հեռախոսների լիթիում-իոնային մարտկոցների մասին հիմնական պահանջները անվտանգության վթարների հավանականություններից մեկն են, որը նաև նվազագույն չափանիշ է, որը հանրությունը կարող է ընդունել:

Մեծ հզորության լիթիում-իոնային մարտկոցների, հատկապես ավտոմեքենաների և այլնի, հարկադիր ջերմության տարածման մասին, հատկապես կարևոր է. Ընտրեք ավելի անվտանգ էլեկտրոդի նյութ, ընտրեք լիթիումի մանգանատի նյութը և համոզվեք, որ դրական էլեկտրոդի լիթիումի իոնը ամբողջությամբ ներկառուցված է բացասական էլեկտրոդի ածխածնի բացվածքի մեջ՝ լրիվ հզորության վիճակում:

Միևնույն ժամանակ, կա լիթիումի մանգանատի ամուր կառուցվածք, այնպես որ դրա օքսիդատիվ հատկությունները շատ ավելի ցածր են, քան լիթիումի կոբալտատը, և քայքայման ջերմաստիճանը գերազանցում է լիթիումի կոբալտատը 100 ° C, նույնիսկ այն պատճառով, որ ներքին կարճ միացումը (ասեղնաբուժություն), արտաքին կարճ միացումը, երբ այն ամբողջությամբ լիցքավորված է, լիովին ունակ է Կանխարգելում է մետաղի առաջացման վտանգը: Բացի այդ, լիթիումի մանգանատի նյութը նույնպես կարող է զգալիորեն կրճատվել: Բարելավել առկա անվտանգության կառավարման տեխնոլոգիայի կատարումը, նախ բարելավել լիթիում-իոնային մարտկոցների միջուկների անվտանգության կատարումը, սա հատկապես կարևոր է մեծ հզորությամբ մարտկոցների համար:

Ընտրելով դիֆրագմ՝ ջերմային անջատման լավ կատարմամբ, դիֆրագմայի օգտագործումը մարտկոցի դրական և բացասական էլեկտրոդների միջով անցնելն է՝ թույլ տալով լիթիումի իոնների անցումը: Երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է, այն փակվում է մինչև դիֆրագմը հալվելը, դրանով իսկ ներքին դիմադրությունը բարձրացնելով մինչև 2000 ohms, այնպես որ ներքին ռեակցիան դադարում է: Երբ ներքին ճնշումը կամ ջերմաստիճանը հասնում է նախապես սահմանված չափանիշներին, պայթյունակայուն փականը կբացվի, կսկսի ճնշում գործադրել, և ներքին գազը չափազանց հոգնած է, դեֆորմացիան, ի վերջո, հանգեցնում է պատյանի պայթելուն:

Բարելավել կառավարման զգայունությունը, ընտրել ավելի զգայուն կառավարման պարամետրեր և համատեղ կառավարում մի քանի պարամետրերով (սա հատկապես կարևոր է մեծ հզորության մարտկոցների համար): Ինչ վերաբերում է մեծ հզորությամբ լիթիում-իոնային մարտկոցի փաթեթին, լարային / զուգահեռ կապակցված է, օրինակ, նոութբուքն ունի 10 Վ լարում, հզորությունը մեծ է, և լարման պահանջները կարող են բավարարվել 3-ից 4 միավոր բջիջներով, իսկ հետո 2 ~ 3 շարք մարտկոցների փաթեթներ զուգահեռ են մեծ հզորություն ապահովելու համար: Մեծ հզորության մարտկոցի փաթեթն ինքնին պետք է ավելի ամբողջական պաշտպանություն սահմանի, բայց նաև հաշվի առնի երկու տպատախտակի մոդուլներ՝ պաշտպանական տպատախտակի մոդուլ և SmartBatteryGaugeboard մոդուլ:

Մարտկոցի պաշտպանության ամբողջ փաթեթը ներառում է՝ 1-ին մակարդակի պաշտպանության IC (մարտկոցի գերլիցքավորման կանխարգելում, գերսեղմում, կարճ միացում), 2-րդ մակարդակի պաշտպանության IC (կանխում է 2-րդ գերլարումը), ապահովիչ, լուսադիոդային ցուցիչ, ջերմաստիճանի կարգավորում: Բազմաստիճան պաշտպանության մեխանիզմի ներքո, նույնիսկ հոսանքի լիցքավորիչի աննորմալության դեպքում, նոութբուքն ունի աննորմալություն, նոութբուքի մարտկոցը կարող է փոխակերպվել միայն ավտոմատ պաշտպանության, եթե իրավիճակը լուրջ չէ, հաճախ նորից միացումից հետո նորմալ աշխատում է, ոչ մի պայթյուն: .