จำสาเหตุการระเบิดของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนให้แม่นยำ

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Umhlinzeki Wesiteshi Samandla Esiphathekayo

หลักการแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีความสำคัญตั้งแต่ขั้วบวก ขั้วลบ ไดอะแฟรม และอิเล็กโทรไลต์ ชั้นอิเล็กโทรดบวกและลบถูกม้วนเข้าด้วยกันอย่างแน่นหนา และชั้นจะถูกแยกออกจากชั้นเดิม และอิเล็กโทรดบวกและลบจะถูกจุ่มลงในอิเล็กโทรไลต์ แบตเตอรี่ทรงกระบอกและแบตเตอรี่สี่เหลี่ยมถูกนำมาใช้เป็นโครงสร้างแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนซึ่งประกอบด้วยสารประกอบลิเธียมสองชนิดที่แตกต่างกัน คือ ขั้วบวกและขั้วลบ

วัสดุโหนดมีความสำคัญสำหรับออกไซด์ของโลหะทรานซิชัน ออกไซด์ของโลหะ โลหะซัลไฟด์ และอื่นๆ วัสดุอิเล็กโทรดบวกเชิงพาณิชย์ที่ใช้กันทั่วไปในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นวัสดุแอโนดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดสำหรับออกไซด์ของโลหะทรานซิชัน วัสดุอโลหะอนินทรีย์ที่สำคัญ คอมโพสิตโลหะ-อโลหะ ออกไซด์ของโลหะ และอื่นๆ ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตเคลือบวัสดุอิเล็กโทรดที่ถูกสร้างขึ้นบนวัสดุตัวนำที่กำหนดแรงดันไฟฟ้าและความจุของอิเล็กโทรไลต์ของแบตเตอรี่ซึ่งเป็นส่วนสำคัญของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนและทำหน้าที่สำคัญในการส่งกระแสไฟฟ้าในระหว่างการชาร์จและการคายประจุแบตเตอรี่

เพื่อป้องกันไม่ให้วัสดุอิเล็กโทรดบวกและลบจุ่มลงในอิเล็กโทรไลต์เนื่องจากกันและกัน ไดอะแฟรมอิเล็กโทรไลต์บวกและลบจึงถูกแยกออกจากกัน แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนรองเป็นแบตเตอรี่ที่มีความเข้มข้นของลิเธียมไอออนต่ำ การชาร์จ LI ถูกนำมาจากขั้วบวก และขั้วลบจะถูกฝังอยู่ในขั้วลบ ขั้วบวกจะอยู่ในสถานะลิเธียม โดยประจุชดเชยของอิเล็กตรอนจะได้รับการจ่ายโดยวงจรภายนอกเพื่อให้แน่ใจว่ามีประจุสมดุล

การคายประจุสัมพันธ์กับการคายประจุ และลิเธียมจะถูกเอาออกจากขั้วลบและฝังอยู่ในวัสดุแคโทดโดยอิเล็กโทรไลต์ ภายใต้สภาวะการชาร์จและการปล่อยประจุปกติ ไอออนลิเธียมจะถูกฝังและถูกเอาออกระหว่างวัสดุคาร์บอนหลายชั้นและโครงสร้างหลายชั้น ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในระยะห่างของชั้นวัสดุเท่านั้นโดยไม่ทำให้โครงสร้างผลึกของวัสดุเสียหาย ในระหว่างกระบวนการชาร์จและคายประจุ โครงสร้างทางเคมีของวัสดุอิเล็กโทรดเชิงลบนั้นแทบจะไม่เปลี่ยนแปลงเลย

สมการปฏิกิริยาไอออนนั้นเป็นไปไม่ได้มากขึ้นเรื่อยๆ ที่จะเพิ่มมาตรการรักษาความปลอดภัยภายในแบตเตอรี่ เนื่องจากขณะนี้กำลังแสวงหาความจุที่สูงขึ้นเพื่อเพิ่มอายุการใช้งานแบตเตอรี่ ตั้งแต่ปีพ.ศ.2534 แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนได้มีการนำเข้าสู่เชิงพาณิชย์จนถึงปัจจุบัน ความจุพลังงานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนได้เพิ่มกลไกการระเบิดของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนขึ้นสี่หรือห้าเท่า ดังนั้นเราจึงเข้าใจวิธีการทำงานของมัน และเข้าใจได้ว่าไอออนลิเธียมเกิดจากอะไร

แบตเตอรี่ระเบิด. การชาร์จและการคายประจุของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบกิ่งก้านคือการถ่ายโอนกลับของไอออนลิเธียม ในระหว่างการชาร์จ ไอออนลิเธียมจะถูกลดขนาดเหลือเพียงลิเธียมโลหะที่ฝังอยู่ในอิเล็กโทรดลบ

โดยทั่วไปลิเธียมสามารถฝังอยู่ในโครงสร้างระหว่างชั้น ซึ่งอาจเติบโตขึ้นบนพื้นผิวของอิเล็กโทรดเนื่องจากความไม่แน่นอนของการเติบโต และชั้นการเติบโตมีโครงสร้างแบบแทงเหมือนกับกิ่ง ซึ่งอาจสร้างความเสียหายให้กับไดอะแฟรมของแบตเตอรี่ ส่งผลให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรภายในแบตเตอรี่ และแบตเตอรี่ระเบิด หากแบตเตอรี่มีข้อบกพร่อง อนุภาคโลหะจะเชื่อมต่อขั้วบวกและขั้วลบผ่านชั้นฉนวนของแบตเตอรี่ เปลี่ยนทิศทางของกระแสไฟ ทำให้วัสดุภายในเสื่อมสภาพ ทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมี ปล่อยความร้อนออกมามากขึ้น จุดระเบิดชุดแบตเตอรี่ การชาร์จแบตเตอรี่ในปัจจุบันของเรามีระบบป้องกันที่ป้อนแรงดันไฟแบตเตอรี่กลับเพื่อป้องกันการชาร์จเกิน ซึ่งอาจทำให้เกิดการชาร์จเกิน ระบบป้องกันแบตเตอรี่ หรือเครื่องชาร์จแบตเตอรี่เสียหาย เมื่อเกิดการชาร์จ ไอออนลิเธียมที่เหลืออยู่ในวัสดุแคโทดจะถูกนำออกและฝังอยู่ในวัสดุขั้วลบต่อไป

หากมีลิเธียมสูงสุดฝังอยู่ในอิเล็กโทรดคาร์บอนเชิงลบ ลิเธียมส่วนเกินจะเกาะอยู่บนวัสดุอิเล็กโทรดเชิงลบในรูปแบบโลหะลิเธียม ทำให้ประสิทธิภาพความเสถียรของแบตเตอรี่ลดลงอย่างมาก แม้แต่การระเบิดยังเกี่ยวข้องกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ไม่เพียงแต่ความจุของแบตเตอรี่จะดีขึ้นเท่านั้น แต่ประสิทธิภาพด้านความปลอดภัยก็ไม่สามารถละเลยได้เช่นกัน ในปัจจุบันผู้ผลิตแบตเตอรี่บางรายมีมาตรฐานความปลอดภัยสูง แม้กระทั่งการตรวจจับแบตเตอรี่ด้วย

เราเข้าใจว่าเมื่อตะปูเจาะเข้าไปในแบตเตอรี่ มันจะเชื่อมต่อโดยตรงกับขั้วบวกและขั้วลบ ซึ่งจะทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรภายใน นอกจากนี้ เจลอิเล็กโทรไลต์และโพลีเมอร์อิเล็กโทรไลต์ยังอยู่ระหว่างการสำรวจเพิ่มเติม โดยเฉพาะการพัฒนาโพลีเมอร์อิเล็กโทรไลต์ ซึ่งไม่มีอิเล็กโทรไลต์อินทรีย์เหลวระเหยในแบตเตอรี่ ซึ่งช่วยเพิ่มความปลอดภัยของแบตเตอรี่ได้อย่างมาก