Пример безбедности, мера заштите литијум-јонске батерије и разлози експлозије

Auctor Iflowpower - Portable Power Station supplementum

Батерија заснована на литијуму је најбржи систем батерија у последњих 20 година и тренутно се широко користи у електронским производима. Недавни мобилни телефони, експлозија лаптопа у суштини експлозија батерије. Каква батерија мобилног телефона и лаптопа ради, како се ради, зашто експлозија, како спречити експлозију.

Након што се језгро литијум-јонске батерије напуни до напона већег од 4,2 В, почеће да се појављује. Притисак прекомерног пуњења је висок, а опасност је такође већа.

Након што је напон литијумске батерије већи од 4,2 В, преостали број литијумових атома у материјалу позитивне електроде је мањи од половине, а уређај за складиштење ће често пасти, тако да капацитет батерије трајно опада. Ако настави да се пуни, пошто је резервоар негативне електроде испуњен атомом литијума, накнадни метал литијума ће се акумулирати на површини негативног материјала.

Ови атоми литијума ће бити разгранате кристализације из правца негативне површине до литијум јона. Ови литијум метални кристали ће проћи кроз папир дијафрагме да би направили позитивне и негативне кратке спојеве. Понекад ће батерија пре кратког споја прво експлодирати јер ће материјали као што су процес прекомерног пуњења, електролит и други материјали пукнути гас, тако да је кућиште батерије или вентил за притисак сломљен, омогућавајући кисеонику да уђе у атомску реакцију литијума на негативној површини, заузврат експлодира.

Стога, када се литијум-јонска батерија пуни, она мора бити подешена тако да се горња граница напона подеси тако да истовремено узима у обзир животни век, капацитет и сигурност батерије. Најпожељнија граница напона пуњења је 4,2В.

Мора постојати ограничење напона када се литијумска батерија испразни. Неки материјали ће бити уништени када је напон батерије испод 2,4В.

Такође због тога што ће се батерија самопражњети, дужи напон је мањи, па је најбоље да је не стављате до 2,4В када се испразни. Литијум-јонска батерија се празни из 3.

0В до 2,4В, а ослобођена енергија чини само око 3% капацитета батерије. Стога, 3.

0В је идеалан гранични напон пражњења. У тренутку пуњења и пражњења, поред границе напона, неопходна је и граница струје. Када је струја превелика, литијум јон не улази у мрежу за складиштење, која ће се агрегирати на површини материјала.

Након што су ови литијум јони електронски, долази до атомске кристализације литијума на површини материјала, што је исто као и прекомерно наелектрисање, које може изазвати опасно. У случају пуцања, експлодираће. Због тога треба укључити заштиту литијум-јонских батерија: горњу границу напона пуњења, границу напона пражњења и горњу границу струје.

Генерално, поред ћелије литијум-јонске батерије, постојаће и заштитна плоча, која је важна за снабдевање ове три заштите. Међутим, три заштите заштитника очигледно нису довољне, а глобална експлозија литијум-јонске батерије је и даље биографија. Да бисте осигурали сигурност система батерија, морате направити пажљивију анализу експлозије батерије.

Узроци експлозије: 1, унутрашња поларизација; 2, екстремна апсорпција траке, реактивни бубањ са електролитом; 3, проблем квалитета, перформанси самог електролита; 5, перформансе заптивања ласерског заваривања у процесу монтаже су лоше, цурење када је урањање цурило; 6, прашина, поларна прашина прво лако изазива микро-кратки спој; 7, позитивни и негативни полови су дебљи од опсега процеса, љуска је тешка; 8, напомена Проблем заптивања течности, перформансе заптивања челичне куглице нису добре да изазову гасни бубањ; 9, материјал кућишта постоји дебљина, дебљина деформације кућишта; 10, спољна температура околине је такође важан узрок експлозије. Анализа типа експлозије експлозије језгра батерије може се сажети као екстерни кратки спој, унутрашњи кратки спој и три врсте пуњења. Спољашњи систем се овде односи на спољашњи део батерије, што укључује кратке спојеве узроковане лошим дизајном изолације у батерији.

Када је кратак спој изван ћелије батерије, електронска компонента се не прекида, а унутрашњост ћелије батерије ће имати високу температуру, што ће резултирати делимичним испаравањем електролита и подржавати омотач батерије. Када је унутрашња температура батерије висока до 135 степени Целзијуса, квалитет дијафрагме је затворен, електрохемијска реакција је прекинута или близу престанка, струја опада, а температура се полако смањује, што заузврат спречава експлозију. Међутим, брзина затварања финих рупа је сувише лоша или фина рупа не затвара папир са дијафрагмом, који ће наставити да расте, више електролита и финализира кућиште батерије, па чак и повећати температуру батерије да би температура батерије 燃 并 и експлодирала.

Унутрашњи кратки спој је важан јер бакарна фолија вуче мембрану алуминијумске фолије, или гране литијумовог атома носе дијафрагму. Ове фине игле могу изазвати микро-кратке спојеве. Пошто је игла веома фина, постоји одређена вредност отпора, стога струја није неопходна.

Лепак од бакарне алуминијумске фолије настаје производним процесом. А пошто је квар мали, понекад ће изгорети, тако да ће се батерија вратити у нормалу. Због тога вероватноћа експлозије изазване неравнинама није велика.

На овај начин могуће је имати кратку батерију интерно напуњену из унутрашњости сваке ћелије. Међутим, дошло је до експлозије, али је статистички подржано. Због тога је експлозија изазвана унутрашњим кратким спојевима важна због пренапуњености.

Јер, то је игличаста кристализација литијум метала, и то је микро-кратки спој. Због тога ће се температура батерије постепено повећавати, а на крају ће висока температура гас електролита. Ова ситуација, било да је превисока да би дошло до експлозије материјала који гори, или је спољна шкољка прво сломљена, тако да је ваздух уложен и метални литијум, то је експлозија.

Међутим, ова експлозија изазвана прекомерним унутрашњим кратким спојем не мора да се деси у време пуњења. Могуће је да температура батерије није висока да би материјал изгорео. Када се појави гас, потрошач није довољан да разбије кућиште батерије, потрошач ће прекинути пуњење, а мобилни телефон ће се угасити.

У овом тренутку, топлота многих микро-кратких спојева, полако повећава температуру батерије, након неког временског периода, само експлозија. Уобичајени опис потрошача је да подигне слушалицу и открије да је телефон врућ, а затим експлодирао. Код неких врста експлозија, можемо ставити фокус отпоран на експлозију на превенцију, спољну превенцију кратког споја и побољшати сигурност батерије у три аспекта.

Међу њима, превенција прекомерног удара и спољна превенција кратког споја спадају у електронску заштиту и имају велику везу са дизајном система батерија и батеријским пакетом. Фокус побољшања сигурности електричне енергије је хемијска и механичка заштита, која има велику везу са произвођачем језгра батерије. Безбедносни проблеми литијум-јонских батерија опасних по безбедност нису повезани само са природом материјала за базен, већ и са технологијом припреме батерија и употребом.

Батерија мобилног телефона има честе експлозије, с једне стране, због квара заштитног кола, али што је још важније, не постоји фундаментално решење за материјал. Литијум кобалт-кобалтат је веома зрео систем, али након што се пуњење напуни, још увек постоји велика количина литијум јона да остане у позитивној електроди. Када се напуни, јони литијума преостали у позитивној електроди ће се слити на негативну електроду.

Негативна електрода која формира дендрид је неизбежна последица неизбежне батерије са батеријом од литијум кобалтатног материјала. Чак иу нормалном процесу пуњења и пражњења, може постојати вишак литијум јона који је слободан на негативној електроди да би се формирали дендрити и материјал литијум кобалтата. Енергија је више од 270 мА по граму, али да би се обезбедио његов циклусни учинак, стварни капацитет употребе је само половина теоретског капацитета.

Током употребе, из неког разлога (као што је оштећење система управљања), напон пуњења батерије је превисок, а део литијума који је остао у позитивној електроди ће избацити да се електролит депонује у облику металног литијума у ​​облику метала. Дендритична паста дијафрагме да формира унутрашњи кратки спој. Важна компонента електролита је карбонат, тачка паљења је веома ниска, тачка кључања је такође ниска, и под одређеним условима ће изгорети или експлодирати.

Ако дође до прегревања батерије, то може проузроковати оксидацију и обнављање карбоната у електролиту, постоји велика количина гаса и више топлоте, као што је недостатак сигурносног вентила или се гас не ослобађа кроз сигурносни вентил, притисак батерије ће нагло порасти и изазвати експлозију. Литијум-јонска батерија са полимерним електролитом у основи не решава безбедносне проблеме, а литијум кобалтат и органски електролит, а електролит је гел, није лако цурити, а доћи ће до снажнијег сагоревања, сагоревање је безбедност полимерне батерије Најбољи проблем. Такође постоје неки проблеми у употреби, а доћи ће до кратког споја или унутрашњег кратког споја у батерији.

Екстерна батерија са кратким спојем тренутна струја пражњења, троши много енергије у унутрашњем блоку, огромна топлота. Унутрашњи кратки спој ствара велику струју, а пораст температуре доводи до топљења, а подручје кратког споја се шири, што заузврат формира зачарани круг. Литијум-јонска батерија је високог радног напона од 3 до 4.

2В на једну батерију. Неопходно је узети предњи раствор који има напон разлагања већи од 2В, а органски електролит ће бити електролит под високом струјом и високом температуром и настаје гас. Резултат је повишен унутрашњи притисак, озбиљно ломљење кућишта.

Прекомерно пуњење може да исталожи метални литијум, у случају пуцања у кућишту, директног контакта са ваздухом, што доводи до сагоревања, и укључи електролит, јак пламен, брзо ширење, експлозију. Поред тога, долази до кратког споја батерије због неправилне употребе и неправилне употребе, као што је стискање, удар и вода, итд., што може узроковати кратки спој батерије, егзотерму у процесу пражњења или пуњења.

Безбедност литијум-јонских батерија: Да би се спречило прекомерно пражњење или прекомерно пуњење батерије услед неправилне употребе, у мономерној литијум-јонској батерији обезбеђен је троструки заштитни механизам. Прво се користи прекидачки елемент. Када температура у батерији расте, њен отпор се повећава, када је температура превисока, напајање се аутоматски зауставља; други је да изаберете одговарајући материјал за преграду, када температура порасте на одређену вредност, Микрофон микрофона на прегради ће се аутоматски растворити, тако да литијум јон не може да прође, унутрашња реакција се зауставља; трећи је да се обезбеди сигурносни вентил (то јест, унутрашњи притисак батерије расте до одређене вредности, сигурносни вентил се аутоматски отвара како би се осигурала сигурност батерије.

Понекад, иако сама батерија има сигурносне мере контроле, јер неки разлози узрокују квар, недостатак сигурносних вентила или гаса није као што следи кроз ослобађање сигурносног вентила, компресор у батерији ће нагло порасти и изазвати експлозију. Уопштено говорећи, укупна енергија и сигурност литијум-јонске батерије су у обрнутом односу, са новим капацитетом батерије, запремина батерије је такође повећана, њене перформансе одвођења топлоте су погоршане, а могућност несрећа ће се значајно повећати. Што се тиче литијум-јонских батерија за мобилне телефоне, основни захтеви су један од вероватноћа безбедносних незгода, што је уједно и минимални стандард који јавност може да прихвати.

О литијум-јонским батеријама великог капацитета, посебно аутомобилских и сл., посебно важно принудно одвођење топлоте. Изаберите безбеднији материјал електроде, изаберите материјал литијум манганата и уверите се да је литијум јон позитивне електроде потпуно уграђен у отвор угљеника негативне електроде у стању пуне снаге.

Истовремено, постоји чврста структура литијум манганата, тако да су његова оксидативна својства много нижа од литијум кобалтата, а температура распадања прелази 100 ° Ц, чак и због унутрашњег кратког споја (акупунктура), спољашњег кратког споја, када је потпуно напуњен, у потпуности је способан да спречи ризик од прегоревања метала због прегоревања метала. Поред тога, материјал литијум манганата се такође може значајно смањити. Побољшајте перформансе постојеће технологије контроле безбедности, прво побољшајте безбедносне перформансе језгара литијум-јонских батерија, што је посебно важно за батерије великог капацитета.

Одабиром дијафрагме са добрим перформансама термичког искључивања, употреба мембране је да прође кроз позитивну и негативну електроду батерије, омогућавајући пролаз литијум јонима. Када температура порасте, затвара се пре него што се дијафрагма отопи, чиме се повећава унутрашњи отпор на 2000 ома, тако да се унутрашња реакција зауставља. Када унутрашњи притисак или температура достигне унапред постављене критеријуме, вентил против експлозије ће се отворити, почети да врши притисак, а унутрашњи гас је превише уморан, деформација на крају доводи до пуцања кућишта.

Побољшајте осетљивост контроле, изаберите осетљивије контролне параметре и заједничку контролу са више параметара (ово је посебно важно за батерије великог капацитета). Што се тиче литијум-јонске батерије великог капацитета, је низ / паралелно повезан, као што је лаптоп на напону од 10В, капацитет је велики, а захтеви напона могу се задовољити са 3 до 4 јединичне ћелије, а затим су 2 ~ 3 серије батерија паралелне како би се осигурао велики капацитет. Сама батерија великог капацитета мора да постави потпунију заштиту, али такође треба узети у обзир два модула штампане плоче: модул заштитне плоче и модул СмартБаттериГаугебоард.

Цео сет заштите батерије укључује: Заштитни ИЦ нивоа 1 (спречавање прекомерног пуњења батерије, претераног притиска, кратког споја), Заштитни ИЦ нивоа 2 (спречавање 2. прекорачења), осигурач, ЛЕД индикацију, подешавање температуре. Под вишеслојним заштитним механизмом, чак иу случају абнормалности у пуњачу за напајање, лаптоп има абнормалност, батерија лаптопа се може претворити само у аутоматску заштиту, ако ситуација није озбиљна, често ради исправно након поновног укључивања, без експлозије. .