Exemplu de siguranță, măsuri de protecție a bateriei cu litiu-ion și motive de explozie

Аўтар: Iflowpower - Cyflenwr Gorsaf Bŵer Cludadwy

Bateria pe bază de litiu este cel mai rapid sistem de baterii din ultimii 20 de ani și este în prezent utilizat pe scară largă în produsele electronice. Telefoane mobile recente, laptop explozie în esență explozie baterie. Ce fel de baterie de telefon mobil și laptop funcționează, cum să funcționeze, de ce explozie, cum să previi explozia.

După ce miezul bateriei litiu-ion este încărcat la o tensiune mai mare de 4,2 V, va începe să apară. Presiunea de supraîncărcare este mare, iar pericolul este, de asemenea, mai mare.

După ce tensiunea bateriei cu litiu este mai mare de 4,2 V, numărul de atomi de litiu rămași în materialul electrodului pozitiv este mai mic de jumătate, iar echipamentul de stocare va scădea adesea, astfel încât capacitatea bateriei are o scădere permanentă. Dacă continuă să se încarce, deoarece rezervorul electrodului negativ este umplut cu un atom de litiu, metalul de litiu ulterior se va acumula pe suprafața materialului negativ.

Acești atomi de litiu vor fi cristalizare ramificată din direcția suprafeței negative către ionul de litiu. Aceste cristale de litiu metalic vor trece prin hârtie cu diafragmă pentru a face scurtcircuite pozitive și negative. Uneori, bateria înainte de scurtcircuit va exploda mai întâi, deoarece materiale precum procesul de supraîncărcare, electrolitul și alte materiale vor sparge gazul, astfel încât carcasa bateriei sau supapa de presiune este spartă, permițând oxigenului să intre în reacția atomică de litiu în suprafața negativă, la rândul său, explodează.

Prin urmare, atunci când bateria litiu-ion este încărcată, aceasta trebuie setată pentru a seta limita superioară a tensiunii, luând în considerare simultan durata de viață, capacitatea și securitatea bateriei. Cea mai dorită limită de tensiune de încărcare este 4,2 V.

Trebuie să existe o limită de tensiune atunci când bateria cu litiu este descărcată. Unele materiale vor fi distruse atunci când tensiunea bateriei este sub 2,4 V.

De asemenea, deoarece bateria se va auto-descărca, cu cât tensiunea este mai lungă este mai mică, deci este mai bine să nu o puneți până la 2,4V când este descărcată. Bateria litiu-ion este descărcată de la 3.

0V până la 2,4 V, iar energia eliberată reprezintă doar aproximativ 3% din capacitatea bateriei. Prin urmare, 3.

0V este o tensiune ideală de întrerupere a descărcarii. În momentul încărcării și descărcării, pe lângă limita de tensiune, este necesară și limita de curent. Când curentul este prea mare, ionul de litiu nu intră în grila de stocare, care se va agrega pe suprafața materialului.

După ce acești ioni de litiu sunt electronic, cristalizarea atomică de litiu are loc pe suprafața materialului, care este aceeași cu încărcarea excesivă, care poate provoca periculoase. În caz de crăpare, va exploda. Prin urmare, ar trebui inclusă protecția bateriilor cu ioni de litiu: limita superioară a tensiunii de încărcare, limita tensiunii de descărcare și limita superioară a curentului.

În general, pe lângă celula bateriei litiu-ion, va exista o placă de protecție, care este importantă pentru a furniza aceste trei protecție. Cu toate acestea, cele trei protecție a protectorului nu este, evident, suficientă, iar explozia globală a bateriei litiu-ion este încă biografie. Pentru a asigura siguranța sistemului de baterii, trebuie să faceți o analiză mai atentă a exploziei bateriei.

Cauzele exploziei: 1, polarizare internă; 2, absorbție extremă de bandă, tambur reactiv cu electrolitul; 3, calitatea, problema de performanță a electrolitului în sine; 5, performanța de etanșare a sudării cu laser în procesul de asamblare este slabă, scurgeri atunci când imersia este scursă; 6, praful, praful polar provoacă mai întâi cu ușurință micro-scurtcircuit; 7, polii pozitivi și negativi sunt mai groși decât domeniul de proces, carcasa este dificilă; 8, notă Problemă de etanșare cu lichid, performanța de etanșare a bilei de oțel nu este bună pentru a provoca tambur de gaz; 9, materialul carcasei există grosime, grosimea deformarii carcasei; 10, temperatura ambiantă exterioară este, de asemenea, o cauză importantă a exploziei. Tipul de analiză a exploziei de tip explozie a exploziei miezului bateriei poate fi rezumat ca scurtcircuit extern, scurtcircuit intern și trei tipuri de încărcare. Sistemul extern se referă aici la exteriorul bateriei, care include scurtcircuite cauzate de designul slab al izolației în acumulator.

Când un scurtcircuit este în afara celulei bateriei, componenta electronică nu este întreruptă, iar interiorul celulei bateriei va avea căldură ridicată, rezultând o abur parțial a electrolitului și va susține carcasa bateriei. Când temperatura internă a bateriei este ridicată până la 135 de grade Celsius, calitatea diafragmei este închisă, reacția electrochimică este terminată sau aproape de terminare, curentul este scăzut și temperatura scade încet, ceea ce la rândul său previne explozia. Cu toate acestea, rata de închidere a găurii fine este prea slabă sau orificiul fin nu închide hârtia cu diafragmă, care va continua să crească, mai mult electrolit și să finalizeze carcasa bateriei și chiar să mărească temperatura bateriei pentru a face temperatura bateriei燃 并 și exploda.

Scurtcircuitul intern este important deoarece folia de cupru trage membrana foliei de aluminiu, sau ramurile atomului de litiu poartă diafragma. Aceste ace fine pot provoca micro-scurtcircuite. Deoarece acul este foarte fin, există o anumită valoare a rezistenței, prin urmare, curentul nu este neapărat.

Adezivul din folie de aluminiu de cupru este cauzat de procesul de producție. Și pentru că glitch-ul este mic, uneori va fi ars, astfel încât bateria să revină la normal. Prin urmare, probabilitatea exploziei cauzate de bavuri nu este mare.

În acest fel, este posibil să existe o baterie scurtă încărcată intern din interiorul fiecărei celule. Cu toate acestea, evenimentul exploziei a avut loc, dar a fost susținut statistic. Prin urmare, explozia cauzată de scurtcircuite interne este importantă din cauza supraîncărcării.

Deoarece, este o cristalizare de metal de litiu în formă de ac și este un micro-scurtcircuit. Prin urmare, temperatura bateriei va crește treptat și, în cele din urmă, temperatura ridicată va electrolita gazul. Această situație, indiferent dacă este prea mare pentru a face explozia de ardere a materialului, sau carcasa exterioară este mai întâi ruptă, astfel încât aerul investit în metal și litiu, este explozia.

Cu toate acestea, această explozie cauzată de un scurtcircuit intern excesiv nu are loc neapărat în momentul încărcării. Este posibil ca temperatura bateriei să nu fie ridicată pentru a lăsa materialul să ardă. Când apare gazul, consumatorul nu este suficient pentru a sparge carcasa bateriei, consumatorul va termina încărcarea, cu telefonul mobil să iasă.

În acest moment, căldura multor micro-scurtcircuite, crește încet temperatura bateriei, după o perioadă de timp, doar explozie. Descrierea comună a consumatorului este să ridice telefonul și să constate că telefonul este fierbinte și apoi a explodat. Unele tipuri de explozii, putem pune accentul împotriva exploziilor pe prevenirea, prevenirea scurtcircuitului extern și îmbunătățirea siguranței bateriei trei aspecte.

Printre acestea, prevenirea suprasolicitarii și prevenirea scurtcircuitelor externe aparțin protecției electronice și au o relație mare cu designul sistemului de baterii și pachetul de baterii. Accentul îmbunătățirii siguranței energiei electrice este protecția chimică și mecanică, care are o relație mare cu producătorul miezului bateriei. Problemele de siguranță ale bateriilor litiu-ion periculoase pentru siguranță nu sunt legate doar de natura materialelor piscinei, ci și de tehnologia și utilizarea bateriilor de pregătire.

Bateria telefonului mobil are frecvente evenimente de explozie, pe de o parte, din cauza defecțiunii circuitului de protecție, dar, mai important, nu există o soluție fundamentală pentru material. Cobalt-cobaltat de litiu este un sistem foarte matur, dar după ce încărcarea este umplută, mai există o cantitate mare de ioni de litiu care să rămână în electrodul pozitiv. Când este umplut, ionii de litiu care rămân în electrodul pozitiv se vor aduna către electrodul negativ.

Electrodul negativ care formează dendrida este un rezultat inevitabil al unei baterii inevitabile cu o baterie din materialul cobaltat de litiu. Chiar și în procesul normal de încărcare și descărcare, poate exista un exces de ioni de litiu liber la electrodul negativ pentru a forma dendrite și materialul de cobaltat de litiu. Energia este mai mare de 270 mA per gram, dar pentru a asigura performanța ciclului său, capacitatea reală de utilizare este doar jumătate din capacitatea teoretică.

În timpul utilizării, din anumite motive (cum ar fi deteriorarea sistemului de management), tensiunea de încărcare a bateriei este prea mare, iar o parte din litiu rămasă în electrodul pozitiv va elimina că electrolitul este depus sub formă de litiu metalic sub formă de metal. Pastă dendritică diafragma pentru a forma un scurtcircuit intern. Componenta importantă a electrolitului este carbonatul, punctul de aprindere este foarte scăzut, punctul de fierbere este, de asemenea, scăzut și va arde sau exploda în anumite condiții.

Dacă există o supraîncălzire a bateriei, poate provoca oxidarea și restabilirea carbonaților din electrolit, există o cantitate mare de gaz și mai multă căldură, cum ar fi lipsa supapei de siguranță sau gazul nu este eliberat prin supapa de siguranță, presiunea bateriei va crește brusc și va provoca explozie. Bateria litiu-ion cu electrolit polimer nu rezolvă în mod fundamental problemele de siguranță, iar cobaltatul de litiu și electrolitul organic, iar electrolitul este un gel, nu este ușor să se scurgă și va avea loc o ardere mai violentă, arderea este o baterie polimerică cea mai bună problemă. Există, de asemenea, unele probleme în utilizare și va exista un scurtcircuit sau un scurtcircuit intern în baterie.

Descărcare instantanee de curent a bateriei de scurtcircuit extern, consumă multă energie în blocul intern, căldură uriașă. Scurtcircuitul intern formează un curent mare, iar creșterea temperaturii are ca rezultat topirea, iar zona de scurtcircuit este extinsă, care la rândul său formează un cerc vicios. Bateria litiu-ion are o tensiune mare de funcționare de 3 până la 4.

2V la o singură baterie. Este necesar să se ia o soluție anterioară cu o tensiune de descompunere mai mare de 2V, iar un electrolit organic va fi electrolit sub curent ridicat și temperatură ridicată și se generează un gaz. Rezultă o presiune internă ridicată, ruperea gravă a carcasei.

Supraîncărcarea poate precipita litiu metalic, în caz de fisurare în carcasă, contact direct cu aerul, rezultând ardere, și încorporează electrolit, o flacără puternică, expansiune rapidă, explozie. În plus, există un scurtcircuit al bateriei din cauza utilizării necorespunzătoare a utilizării necorespunzătoare, cum ar fi strângerea, impactul și apa, etc., care poate cauza scurtcircuit al bateriei, exotermă în procesul de descărcare sau încărcare.

Siguranța bateriilor litiu-ion: Pentru a preveni supradescărcarea sau supraîncărcarea bateriei din cauza utilizării necorespunzătoare, un mecanism de protecție triplă este prevăzut într-o baterie monomer litiu-ion. În primul rând, este utilizat elementul de comutare. Când temperatura din baterie crește, rezistența acesteia crește, când temperatura este prea mare, puterea este oprită automat; a doua este să selectați materialul de partiție adecvat, atunci când temperatura crește la o anumită valoare, microfonul microfonului de pe partiție va fi dizolvat automat, astfel încât ionul de litiu să nu poată trece, reacția internă este oprită; a treia este de a furniza o supapă de siguranță (adică presiunea interioară a bateriei crește la o anumită valoare, supapa de siguranță se deschide automat pentru a asigura siguranța bateriei.

Uneori, deși bateria în sine are măsuri de control de siguranță, deoarece unele motive care provoacă defecțiunea, lipsa supapelor de siguranță sau a gazului nu este după cum urmează prin eliberarea supapei de siguranță, compresorul din baterie se va ridica brusc și va provoca explozie. În general, energia totală și siguranța bateriei litiu-ion sunt invers raportate, cu noua capacitate a bateriei, volumul bateriei este de asemenea crescut, performanța sa de disipare a căldurii este deteriorată și posibilitatea de accidente va crește semnificativ. Despre bateriile litiu-ion pentru telefoane mobile, cerințele de bază sunt una dintre probabilitatea accidentelor de siguranță, care este și un standard minim pe care publicul îl poate accepta.

Despre bateriile litiu-ion de mare capacitate, în special automobile, etc., disiparea forțată a căldurii, deosebit de importantă. Alegeți un material pentru electrod mai sigur, selectați materialul manganat de litiu și asigurați-vă că ionul de litiu al electrodului pozitiv este complet încorporat în deschiderea de carbon a electrodului negativ în starea de putere maximă.

În același timp, există o structură solidă a manganatului de litiu, astfel încât proprietățile sale oxidative sunt mult mai mici decât cobaltatul de litiu, iar temperatura de descompunere depășește cobaltatul de litiu 100 ° C, chiar dacă scurtcircuitul intern (acupunctură), scurtcircuitul extern, atunci când este complet încărcat, este pe deplin capabil să prevină riscul de ardere, explozie de metal din cauza precipitațiilor de metal. În plus, materialul manganat de litiu poate fi, de asemenea, redus foarte mult. Îmbunătățiți performanța tehnologiei existente de control al siguranței, mai întâi îmbunătățiți performanța de siguranță a miezurilor bateriilor litiu-ion, acest lucru este deosebit de important pentru bateriile de mare capacitate.

Selectând o diafragmă cu o bună performanță de oprire termică, utilizarea diafragmei este să treacă prin electrodul pozitiv și negativ al bateriei, permițând trecerea ionilor de litiu. Când temperatura crește, se închide înainte ca diafragma să se topească, crescând astfel rezistența internă la 2000 ohmi, astfel încât reacția internă se oprește. Când presiunea sau temperatura internă atinge criteriile prestabilite, supapa antiexplozie se va deschide, începe să efectueze o presiune, iar gazul intern este prea obosit, deformarea provoacă în cele din urmă să spargă carcasa.

Îmbunătățiți sensibilitatea controlului, selectați parametrii de control mai sensibili și controlul comun cu parametri multipli (acest lucru este deosebit de important pentru bateriile de mare capacitate). În ceea ce privește acumulatorul litiu-ion de mare capacitate, este un șir/legat în paralel, cum ar fi laptopul are o tensiune de 10V, capacitatea este mare, iar cerințele de tensiune pot fi satisfăcute cu 3 până la 4 celule unități, iar apoi 2 ~ 3 serii de baterii sunt paralele pentru a asigura o capacitate mare. Pachetul de baterii de mare capacitate în sine trebuie să stabilească o protecție mai completă, dar să ia în considerare și două module de placă de circuite: modulul plăcii de circuite de protecție și modulul SmartBatteryGaugeboard.

Întregul set de protecție a bateriei include: IC de protecție de nivel 1 (prevenirea supraîncărcării bateriei, supraapăsarea, scurtcircuit), IC de protecție de nivel 2 (prevenirea celei de-a 2-a suprasolicitari), siguranță, indicație LED, reglarea temperaturii. În cadrul mecanismului de protecție pe mai multe niveluri, chiar și în cazul unei anomalii în încărcătorul de alimentare, laptopul are o anomalie, bateria laptopului poate fi convertită numai în protecție automată, dacă situația nu este gravă, funcționează adesea corect după reconectare, fără explozie. .