배터리 드럼 쉘 및 폭발 원인 분석

Forfatter: Iflowpower – Fournisseur de centrales électriques portables

리튬은 화학 순환표에서 가장 적고 활동성이 가장 높은 금속입니다. 크기가 작고 용량 밀도가 높아 소비자와 엔지니어에게 인기가 많습니다. 그러나 화학적 성질이 너무 활발해서 매우 위험할 수 있습니다.

리튬 금속이 공기에 노출되면 산소와 격렬한 산화 반응을 일으키며 폭발합니다. 과학자들은 안전성과 전압을 개선하기 위해 리튬 원자를 저장하기 위해 흑연과 리튬 코발트산과 같은 재료를 발명했습니다. 이들 물질의 분자 구조는 나노미터 수준의 작은 저장 격자를 형성하는데, 이를 이용해 리튬 원자를 저장할 수 있다.

이렇게 하면 설령 배터리 하우징이 파손되더라도 산소가 유입되고 산소 분자가 너무 커지지 않으며, 이러한 작은 저장 그리드는 산소와 접촉하지 않아 폭발을 방지할 수 있습니다. 리튬 이온 배터리의 이러한 원리는 높은 용량 밀도를 얻는 동시에 사람들에게 안전을 보장합니다. 리튬 이온 배터리가 충전되면 양극의 리튬 원자는 전자를 잃고 리튬 이온으로 산화됩니다.

리튬 이온은 전해액을 통해 음극으로 이동하고, 음극의 저장조로 들어가 전자를 얻으면서 리튬 원자를 환원시킵니다. 제대 후 프로그램 전체가 무너졌습니다. 배터리의 양극과 음극 간 단락을 방지하기 위해 배터리에는 수많은 미세한 구멍이 있는 격막지가 추가됩니다.

좋은 다이어프램 종이는 배터리 온도가 너무 높을 때 미세한 구멍을 자동으로 막아 리튬 이온이 교차할 수 없도록 하여 위험을 방지합니다. 리튬 이온 배터리 코어는 전압이 4.2V보다 높아지면 커플링을 시작합니다.

과충전 압력이 높으며 위험성도 더 높습니다. 리튬 전지의 전압이 4.2V 이상으로 높아지면 양극재에 남아 있는 리튬 원자의 수가 절반 이하로 줄어 저장장치가 떨어지는 일이 잦아져 전지 용량이 영구적으로 감소하게 됩니다.

계속 충전이 이루어지면 음극의 저장고는 리튬 원자로 채워지고, 그에 따른 리튬 금속이 음극 재료 표면에 축적됩니다. 이들 리튬 원자는 음극 표면 방향에서 리튬 이온 방향으로 분기 결정화됩니다. 이러한 리튬 금속 결정은 격막지를 통과하여 양전하와 음전하의 단락을 발생시킵니다.

때로는 단락이 일어나기 전에 배터리가 먼저 폭발하는 경우가 있는데, 과충전 과정, 전해액 및 기타 물질과 같은 물질이 가스를 분해하여 배터리 하우징이나 압력 밸브가 파손되어 산소가 음극 표면에서 리튬 원자 반응에 들어가 폭발하게 됩니다. 따라서 리튬이온 배터리를 충전할 때는 배터리의 수명, 용량, 안전성 등을 동시에 고려하여 전압 상한을 설정해야 합니다. 가장 바람직한 충전 전압 한계는 4입니다.

2V. 리튬 배터리는 방전될 때 전압 제한이 있어야 합니다. 배터리 전압이 2 이하로 낮아지면 일부 재료가 파괴됩니다.

4V. 또한 배터리는 자가방전되기 때문에 전압이 낮을수록 길어지므로 방전 시 2.4V가 될 때까지 넣지 않는 것이 좋습니다.

리튬 이온 배터리는 3.0V에서 2.4V까지 방전되며, 방출되는 에너지는 배터리 용량의 약 3%에 불과합니다.

따라서 3.0V가 이상적인 방전 차단 전압이다. 충전 및 방전 시에는 전압 한계 외에 전류 한계도 필요합니다.

전류가 너무 크면 리튬 이온이 저장 그리드에 들어가지 못해 재료 표면에 응집됩니다. 이러한 리튬 이온이 전자적으로 분리된 후, 재료 표면에서 리튬 원자 결정화가 발생하는데, 이는 과도한 전하와 동일하여 위험할 수 있습니다. 균열이 생기면 폭발하게 됩니다.

따라서 리튬 이온 배터리의 보호에는 충전 전압의 상한, 방전 전압의 상한, 전류의 상한이 포함되어야 합니다. 일반적으로 리튬 이온 배터리 셀 외에도 ​​보호 플레이트가 있는데, 이 세 가지 보호 기능을 제공하는 것이 중요합니다. 하지만 보호기의 3가지 보호만으로는 분명 충분하지 않으며, 글로벌 리튬이온 배터리 폭발 사고는 여전히 전기에 불과합니다.

배터리 시스템의 안전을 보장하려면 배터리 폭발에 대해 보다 신중하게 분석해야 합니다. 배터리 폭발로 인해 1. 내부 분극이 큽니다!

3, 전해질 자체의 품질, 성능 문제. 4, 청산금액은 그 과정을 통해 달성되지 않습니다. 5, 조립과정에서 레이저용접이 불량, 누설, 누설, 누설테스트를 실시합니다.

6. 먼지, 매우 얇은 먼지는 처음에 마이크로 단락을 일으키기 쉽지만 구체적인 이유는 알려져 있지 않습니다. 7, 양극판과 음극판이 두껍고, 가공이 두꺼워 쉘에 들어가기 어렵습니다. 8, 니플, 스틸볼의 밀봉 성능이 좋지 않습니다.

9, 하우징 재료는 두꺼운 쉘 벽을 가지고 있으며, 하우징의 두께는 변형된다. 배터리 코어 폭발에 대한 폭발 유형 분석은 외부 단락, 내부 단락, 과충전으로 요약될 수 있습니다. 여기서 외부 시스템이란 배터리 외부를 말하는데, 여기에는 배터리 팩의 절연 설계가 불량하여 발생하는 단락이 포함됩니다.

배터리 셀 외부에서 단락이 발생하면 전자 부품이 차단되지 않고 배터리 셀 내부가 고열을 발생시켜 일부 전해액이 증기를 발생시키고 배터리 쉘을 지지합니다. 배터리 내부 온도가 135도 섭씨로 높아지면 멤브레인의 품질이 닫히고 전기화학 반응이 종료되거나 종료에 가까워지며 전류가 급격히 떨어지고 온도가 천천히 낮아져 폭발을 방지합니다. 그러나 미세구멍 닫힘 속도가 너무 느리거나 미세구멍이 다이어프램 종이를 닫지 못하면 계속 상승하여 더 많은 전해액을 공급하고 배터리 하우징을 완성하며 심지어 배터리 온도를 높여 배터리 온도 물질이 타거나 폭발할 수 있습니다.

내부 단락은 구리 호일이 알루미늄 호일의 막을 당기거나 리튬 원자의 가지가 막의 막을 마모시키기 때문에 중요합니다. 이러한 미세한 바늘은 미세 단락을 일으킬 수 있습니다. 바늘이 매우 가늘기 때문에 일정한 저항값이 있어 전류가 반드시 흐르지는 않습니다.

구리 알루미늄 호일 접착제는 생산 과정에서 발생합니다. 게다가 결함이 작기 때문에 가끔씩 타버려 배터리가 정상으로 돌아올 수도 있습니다. 따라서 버로 인한 폭발의 확률은 높지 않습니다.

이런 방식으로 각 셀 내부에서 짧은 배터리를 내부적으로 충전하는 것이 가능합니다. 하지만 폭발 사건은 실제로 일어났으며, 통계적으로 뒷받침되었습니다. 따라서 과충전으로 인한 내부 단락으로 인한 폭발이 중요합니다.

이는 바늘 모양의 리튬 금속 결정이며, 마이크로 단락 회로이기 때문입니다. 따라서 배터리 온도는 점차 상승하고, 결국 전해질 가스가 고온이 됩니다. 이런 상황은 재료가 타서 폭발할 수 없을 만큼 높은 곳이든, 외부 껍질이 먼저 깨져서 공기가 투자되어 리튬 금속이 폭발하는 것입니다.

하지만 과도한 내부 단락으로 인한 이러한 폭발은 반드시 충전 시에 발생하는 것은 아닙니다. 배터리 온도가 너무 낮아 재료가 타지 않을 수도 있습니다. 가스가 발생하면 소비자는 배터리 하우징을 깨지 않을 만큼만 충전을 중단하고 휴대전화는 꺼지게 됩니다.

이때, 많은 마이크로 단락 회로가 발생하여 배터리의 온도가 천천히 상승하지만, 일정 시간이 지나면 폭발하게 됩니다. 소비자들은 일반적으로 휴대전화를 들어 올려보니 뜨거워진 다음 폭발했다는 말을 많이 합니다. 폭발 유형 중 일부에 대해서는 방폭에 중점을 두고 예방, 외부 단락 방지, 배터리 안전 향상의 세 가지 측면에 중점을 둘 수 있습니다.

그 중 과충전 방지와 외부 단락 방지는 전자적 보호에 속하며, 배터리 시스템 설계 및 배터리 팩과 큰 관련이 있습니다. 전기 안전 개선의 초점은 화학적, 기계적 보호이며, 이는 배터리 핵심 제조업체와 큰 관련이 있습니다. 설계 기준에는 수억 대의 휴대폰이 있으며, 안전 보호의 실패율은 1억 대 미만이어야 합니다.

회로기판의 고장률은 일반적으로 1억보다 훨씬 높기 때문입니다. 따라서 배터리 시스템을 설계할 때는 두 개의 보안 라인이 있어야 합니다. 가장 흔한 오류 설계는 충전기(어댑터)로 배터리를 직접 충전하는 것입니다.

이렇게 하면 보호 기능이 과충전되어 배터리 팩의 보호판을 완전히 손상시킬 수 있습니다. 보호장치의 고장률은 높지 않고, 결함률이 낮더라도 세계적으로 폭발사고가 끊이지 않는 나라입니다. 배터리 시스템이 2개의 안전 보호 기능을 제공할 수 있다면, 과전류가 공급되고 각 보호 기능의 고장률은 1/10이라면, 2개의 보호 기능은 고장률을 1억으로 줄일 수 있습니다.

일반적인 배터리 충전 시스템은 충전기와 배터리 팩의 두 부분으로 구성됩니다. 충전기에는 AdaptOR와 충전 컨트롤러의 두 부분이 포함되어 있습니다. 어댑터는 AC 전원을 직류로 변환하고, 충전 컨트롤러는 DC의 최대 전류 및 최대 전압을 제한합니다.

배터리 팩은 보호 플레이트와 배터리 코어의 두 부분으로 구성되어 있으며, 최대 전류를 제한하는 PTC가 있습니다. 배터리 셀을 예로 들어보겠습니다. 잡초 보호 시스템은 4로 설정됩니다.

2V 충전기 출력 전압을 사용하여 첫 번째 방어를 구현하여 배터리 팩의 보호 보드가 위험하더라도 배터리가 전복되지 않도록 합니다. 두 번째 보호 기능은 보호 보드의 과전압 보호 기능으로, 일반적으로 4.3V로 설정됩니다.

이런 방식으로, 보호 보드는 일반적으로 충전 전류를 차단할 필요가 없으며, 충전기 전압이 매우 높은 경우에만 책임을 지게 됩니다. 과전류 보호는 보호 보드와 전류 제한 필름으로 구성되어 있으며, 이 두 가지 보호 기능을 통해 과전류 및 외부 단락을 방지합니다. 과방전은 전자장치가 사용되는 과정에서만 발생하기 때문입니다.

따라서 일반적으로 전자제품의 배선판이 먼저 보호 기능을 제공하고, 배터리 팩의 보호판이 두 번째 보호 기능을 제공하도록 설계되었습니다. 전자제품은 공급전압이 3.0V 미만임을 감지하면 자동으로 꺼져야 합니다.

이 기능이 설계되지 않은 경우, 보호 보드는 전압이 2.4V로 낮아질 때 방전 루프를 끕니다. 간단히 말해서, 배터리 시스템을 설계할 때는 과충전, 과전류, 과전류에 대한 두 가지 전자 보호 기능이 제공되어야 합니다.

그 중 보호판은 두 번째 보호장치이다. 보호 장치를 제거하십시오. 배터리가 폭발하면 설계가 잘못되었다는 것을 의미합니다. 위의 방법은 두 가지 보호 기능을 제공하지만, 소비자는 종종 정품이 아닌 충전기를 구매하여 충전하게 되고, 충전기 업계는 비용을 고려하여 종종 충전 컨트롤러를 선택하여 비용을 절감합니다.

그 결과, 시중에는 품질이 떨어지는 충전기가 많이 나오게 되었습니다. 이로 인해 완전 충전 보호 기능이 첫 번째 방법에서 손실되는 것도 가장 중요한 방어선입니다. 그리고 과충전은 배터리 폭발을 일으키는 가장 중요한 요인입니다.

따라서 불량한 충전기는 배터리 폭발의 주범이라고 할 수 있다. 물론, 모든 배터리 시스템이 위에 설명한 방법을 사용하는 것은 아닙니다. 어떤 경우에는 배터리 팩에 충전 컨트롤러가 설계되기도 합니다.

예를 들어: 많은 노트북의 많은 배터리 스틱에는 충전 컨트롤러가 있습니다. 노트북은 일반적으로 컴퓨터 내부에 충전 컨트롤러를 내장하고 있지만, 소비자에게는 어댑터만 제공하기 때문입니다. 따라서 노트북 컴퓨터의 추가 배터리 팩에는 어댑터를 충전할 때 외부 배터리 팩을 안전하게 보호할 수 있는 충전 컨트롤러가 있어야 합니다.

또한, 제품은 차량 시가 라이터를 이용해 충전되며, 충전 컨트롤러가 배터리 팩 내부에서 이루어지는 경우도 있습니다. 전자 보호 조치가 실패했을 경우 최후의 방어선인 배터리가 마지막 방어선을 공급합니다. 배터리의 안전 수준은 배터리가 외부 단락 및 과충전을 통과할 수 있는지 여부에 따라 결정됩니다.

배터리 폭발은 내부에 리튬 원자가 있을 경우 폭발의 위력이 더 커집니다. 게다가 과충전 보호 기능은 소비자에 대한 방어선일 뿐인 경우가 많기 때문에 배터리의 과충전 방지 능력이 외부 단락 방지 능력보다 더 중요합니다.