Phân tích nguyên nhân gây ra tình trạng vỏ bình ắc quy bị nổ

著者：Iflowpower – Dodavatel přenosných elektráren

Liti là kim loại có hàm lượng thấp nhất và hoạt động mạnh nhất trong bảng chu trình hóa học. Kích thước nhỏ, mật độ công suất cao, được người tiêu dùng và kỹ sư ưa chuộng. Tuy nhiên, tính chất hóa học quá mạnh, mang lại nguy hiểm cực kỳ cao.

Khi kim loại lithium tiếp xúc với không khí, nó sẽ phát nổ do phản ứng oxy hóa dữ dội với oxy. Để cải thiện độ an toàn và điện áp, các nhà khoa học đã phát minh ra các vật liệu như than chì và lithium cobaltate để lưu trữ các nguyên tử lithium. Cấu trúc phân tử của những vật liệu này tạo thành một mạng lưới lưu trữ nhỏ ở cấp độ nano, có thể được sử dụng để lưu trữ các nguyên tử lithium.

Theo cách này, ngay cả khi vỏ pin bị vỡ, oxy vẫn đi vào, các phân tử oxy cũng sẽ không quá lớn, các lưới lưu trữ nhỏ này không thể tiếp xúc với oxy để tránh nổ. Nguyên lý này của pin lithium-ion giúp con người đạt được sự an toàn trong khi vẫn có được mật độ dung lượng cao. Khi pin lithium ion được sạc, nguyên tử lithium của điện cực dương sẽ mất electron, bị oxy hóa thành ion lithium.

Các ion lithium đi đến điện cực âm thông qua chất lỏng điện phân, đi vào bình chứa của điện cực âm và nhận được một electron, khử nguyên tử lithium. Khi xuất viện, toàn bộ chương trình đã sụp đổ. Để ngăn ngừa điện cực dương và âm của pin, pin sẽ được bổ sung thêm một lớp giấy màng có nhiều lỗ nhỏ để ngăn ngừa hiện tượng đoản mạch.

Giấy màng ngăn tốt cũng có thể tự động đóng các lỗ nhỏ khi nhiệt độ pin quá cao, để các ion lithium không thể đi qua, tránh nguy hiểm. Lõi pin lithium-ion sẽ bắt đầu ghép nối sau khi điện áp cao hơn 4,2V.

Áp suất quá tải cao và mức độ nguy hiểm cũng cao hơn. Sau khi điện áp pin lithium cao hơn 4,2V, số lượng nguyên tử lithium còn lại trong vật liệu điện cực dương ít hơn một nửa và bộ phận lưu trữ thường sẽ giảm xuống, khiến dung lượng pin giảm liên tục.

Nếu tiếp tục tích điện, vì bình chứa của điện cực âm chứa đầy một nguyên tử lithium nên kim loại lithium sau đó sẽ tích tụ trên bề mặt vật liệu âm. Các nguyên tử lithium này sẽ kết tinh theo hướng phân nhánh từ bề mặt âm đến ion lithium. Các tinh thể kim loại lithium này sẽ đi qua giấy ngăn để tạo ra các mạch ngắn dương và âm.

Đôi khi pin trước khi xảy ra hiện tượng đoản mạch sẽ phát nổ trước vì các vật liệu như quá trình sạc quá mức, chất điện phân và các vật liệu khác sẽ làm nứt khí, khiến vỏ pin hoặc van áp suất bị vỡ, khiến oxy xâm nhập vào phản ứng nguyên tử lithium ở bề mặt âm, từ đó phát nổ. Do đó, khi sạc pin lithium ion, phải cài đặt giới hạn điện áp trên đồng thời phải tính đến tuổi thọ, dung lượng và độ an toàn của pin. Giới hạn điện áp sạc mong muốn nhất là 4.

2V. Phải có giới hạn điện áp khi pin lithium xả hết. Một số vật liệu sẽ bị phá hủy khi điện áp pin xuống dưới 2.

4V. Ngoài ra, vì pin sẽ tự xả nên điện áp càng thấp, nên tốt nhất là không nên để pin ở mức 2,4V khi pin đã xả hết.

Pin lithium ion được xả từ 3,0V xuống 2,4V và năng lượng được giải phóng chỉ chiếm khoảng 3% dung lượng pin.

Do đó, 3,0V là điện áp cắt xả lý tưởng. Khi sạc và xả, ngoài giới hạn điện áp, còn cần giới hạn dòng điện.

Khi dòng điện quá lớn, ion lithium không đi vào lưới lưu trữ mà sẽ tích tụ trên bề mặt vật liệu. Sau khi các ion lithium này được điện tử hóa, quá trình kết tinh nguyên tử lithium xảy ra trên bề mặt vật liệu, tương tự như điện tích quá mức, có thể gây nguy hiểm. Trong trường hợp nứt, nó sẽ phát nổ.

Do đó, việc bảo vệ pin lithium ion cần bao gồm: giới hạn trên của điện áp sạc, giới hạn điện áp xả và giới hạn trên của dòng điện. Nhìn chung, ngoài cell pin lithium-ion, sẽ còn có một tấm bảo vệ, đóng vai trò quan trọng để cung cấp ba lớp bảo vệ này. Tuy nhiên, ba lớp bảo vệ của người bảo vệ rõ ràng là chưa đủ, vụ nổ pin lithium-ion toàn cầu vẫn còn là tiểu sử.

Để đảm bảo an toàn cho hệ thống pin, bạn phải phân tích cẩn thận hơn về tình trạng nổ pin. Nguyên nhân gây nổ pin là 1. Độ phân cực bên trong lớn!.

3, Vấn đề về chất lượng, hiệu suất của chất điện phân. 4, số tiền thanh lý không đạt được trong quá trình này. 5, hàn laser trong quá trình lắp ráp kém, rò rỉ, kiểm tra rò rỉ.

6, bụi, bụi màng rất dễ dẫn đến hiện tượng đoản mạch vi mô, lý do cụ thể chưa rõ. 7, tấm dương và tấm âm dày, quá trình dày, khó vào vỏ. 8, Vấn đề về núm vú, hiệu suất bịt kín bi thép không tốt.

9, Vật liệu vỏ tồn tại có thành vỏ dày, độ dày của vỏ biến dạng. Phân tích loại nổ lõi pin có thể được tóm tắt là ngắn mạch ngoài, ngắn mạch trong và quá tải. Hệ thống bên ngoài ở đây đề cập đến phần bên ngoài của pin, bao gồm các hiện tượng đoản mạch do thiết kế cách điện kém trong bộ pin.

Khi xảy ra hiện tượng đoản mạch bên ngoài cell pin, linh kiện điện tử không bị ngắt và bên trong cell pin sẽ có nhiệt độ cao, khiến một phần chất điện phân bốc hơi và hỗ trợ vỏ pin. Khi nhiệt độ bên trong pin cao tới 135 độ C, chất lượng màng ngăn sẽ đóng lại, phản ứng điện hóa bị chấm dứt hoặc gần chấm dứt, dòng điện giảm mạnh, nhiệt độ giảm dần, từ đó ngăn ngừa hiện tượng nổ. Tuy nhiên, tốc độ đóng lỗ nhỏ quá kém hoặc lỗ nhỏ không đóng được màng ngăn giấy, điều này sẽ tiếp tục dâng lên, nhiều chất điện phân hơn và hoàn thiện vỏ pin, thậm chí làm tăng nhiệt độ pin khiến nhiệt độ pin bị cháy và phát nổ.

Hiện tượng đoản mạch bên trong rất quan trọng vì lá đồng đang kéo màng của lá nhôm hoặc các nhánh của nguyên tử lithium làm mòn màng ngăn. Những chiếc kim nhỏ này có thể gây ra hiện tượng đoản mạch nhỏ. Vì kim rất mảnh nên có một giá trị điện trở nhất định, nên dòng điện không nhất thiết phải như vậy.

Keo dán lá nhôm đồng là do quá trình sản xuất gây ra. Hơn nữa, vì lỗi này nhỏ nên đôi khi sẽ bị cháy, để pin trở lại bình thường. Do đó, khả năng xảy ra nổ do gờ không cao.

Theo cách này, có thể sạc pin ngắn từ bên trong mỗi ô pin. Tuy nhiên, sự kiện nổ đã xảy ra nhưng lại được hỗ trợ về mặt thống kê. Do đó, vụ nổ do chập mạch bên trong là rất quan trọng vì quá tải.

Bởi vì, nó là tinh thể kim loại lithium hình kim và là một mạch ngắn cực nhỏ. Do đó, nhiệt độ của pin sẽ tăng dần và cuối cùng nhiệt độ cao sẽ làm hỏng khí điện phân. Tình huống này, cho dù là do vật liệu cháy quá cao dẫn đến nổ, hay là lớp vỏ ngoài bị vỡ trước, khiến không khí tiếp xúc với kim loại lithium thì sẽ xảy ra nổ.

Tuy nhiên, vụ nổ này do hiện tượng đoản mạch bên trong quá mức không nhất thiết xảy ra tại thời điểm sạc. Có thể nhiệt độ của pin không đủ cao để vật liệu bị cháy. Khi khí gas xuất hiện, người tiêu dùng không đủ sức phá vỡ vỏ pin, người tiêu dùng sẽ ngừng sạc, cùng với điện thoại di động tắt nguồn.

Lúc này, nhiệt độ của nhiều vi mạch bị đoản mạch, từ từ làm nhiệt độ của pin tăng lên, sau một thời gian mới phát nổ. Miêu tả chung của người tiêu dùng là cầm điện thoại lên và thấy điện thoại nóng, sau đó phát nổ. Một số loại nổ, chúng ta có thể tập trung phòng ngừa cháy nổ, phòng ngừa ngắn mạch bên ngoài và cải thiện ba khía cạnh về an toàn của pin.

Trong đó, phòng ngừa quá tải và phòng ngừa ngắn mạch bên ngoài thuộc về bảo vệ điện tử và có mối quan hệ lớn với thiết kế hệ thống pin và cụm pin. Trọng tâm của việc cải thiện an toàn điện là bảo vệ về mặt hóa học và cơ học, có mối quan hệ lớn với nhà sản xuất lõi pin. Tiêu chuẩn thiết kế có hàng trăm triệu điện thoại di động và tỷ lệ hỏng hóc về bảo vệ an toàn phải dưới 100 triệu.

Bởi vì, tỉ lệ hỏng hóc của bảng mạch thường cao hơn nhiều so với một trăm triệu. Do đó, khi thiết kế hệ thống pin phải có hai đường dây an toàn. Lỗi thiết kế thường gặp là sạc pin trực tiếp bằng bộ sạc (Adaptor).

Điều này sẽ làm quá tải lớp bảo vệ, xử lý hoàn toàn tấm bảo vệ trên bộ pin. Mặc dù tỉ lệ hỏng hóc của thiết bị bảo vệ không cao, nhưng ngay cả khi tỉ lệ lỗi thấp thì trên thế giới vẫn xảy ra tai nạn nổ. Nếu hệ thống pin có thể cung cấp hai chế độ bảo vệ an toàn, quá dòng, quá dòng được cung cấp và tỷ lệ hỏng hóc của mỗi chế độ bảo vệ là, nếu nó là một phần mười, hai chế độ bảo vệ có thể giảm tỷ lệ hỏng hóc xuống còn 100 triệu.

Hệ thống sạc pin thông thường như sau, bao gồm hai phần là bộ sạc và bộ pin. Bộ sạc cũng bao gồm hai phần: AdaptOR và bộ điều khiển sạc. Bộ chuyển đổi chuyển đổi nguồn điện xoay chiều thành nguồn điện một chiều và bộ điều khiển sạc giới hạn dòng điện tối đa và điện áp tối đa của nguồn điện một chiều.

Bộ pin bao gồm hai phần là tấm bảo vệ và lõi pin, cùng một PTC để giới hạn dòng điện tối đa. Pin được dùng làm ví dụ. Hệ thống bảo vệ quá nhiệt được thiết lập ở mức 4.

2V sử dụng điện áp đầu ra của bộ sạc để đạt được khả năng phòng thủ đầu tiên, do đó pin không bị lật ngay cả khi bo mạch bảo vệ trên bộ pin có nguy hiểm. Bảo vệ thứ hai là chức năng bảo vệ quá áp trên bo mạch bảo vệ, thường được đặt ở mức 4,3V.

Theo cách này, bo mạch bảo vệ thường không phải chịu trách nhiệm cắt dòng điện sạc, chỉ khi điện áp sạc cực cao. Bảo vệ quá dòng được thực hiện bởi bảng bảo vệ và màng giới hạn dòng điện, đây cũng là hai biện pháp bảo vệ, ngăn ngừa quá dòng và ngắn mạch bên ngoài. Vì hiện tượng xả quá mức chỉ xảy ra trong quá trình sử dụng thiết bị điện tử.

Do đó, sản phẩm điện tử thường được thiết kế một bảng mạch để cung cấp khả năng bảo vệ đầu tiên và tấm bảo vệ trên bộ pin cung cấp khả năng bảo vệ thứ hai. Khi sản phẩm điện tử phát hiện điện áp cung cấp dưới 3,0V, sản phẩm sẽ tự động tắt.

Nếu tính năng này không được thiết kế, bo mạch bảo vệ sẽ tắt vòng xả khi điện áp xuống thấp tới 2,4V. Tóm lại, khi thiết kế hệ thống pin, phải cung cấp hai biện pháp bảo vệ điện tử để chống quá tải, quá dòng và quá áp.

Trong đó, tấm bảo vệ là lớp bảo vệ thứ hai. Tháo lớp bảo vệ ra, nếu pin phát nổ thì chứng tỏ thiết kế kém. Mặc dù phương pháp trên cung cấp hai biện pháp bảo vệ, vì người tiêu dùng thường mua bộ sạc không chính hãng để sạc và ngành công nghiệp bộ sạc, dựa trên cân nhắc về chi phí, thường sử dụng bộ điều khiển sạc để giảm chi phí.

Kết quả là, có rất nhiều bộ sạc kém chất lượng trên thị trường. Điều này khiến cho việc bảo vệ toàn diện mất đi cách đầu tiên cũng là tuyến phòng thủ quan trọng nhất. Và sạc quá mức là yếu tố quan trọng nhất gây ra tình trạng nổ pin.

Do đó, bộ sạc kém chất lượng có thể được gọi là sự khốc liệt của vụ nổ pin. Tất nhiên, không phải tất cả các hệ thống pin đều sử dụng các phương pháp như mô tả ở trên. Trong một số trường hợp, bộ điều khiển sạc cũng sẽ được thiết kế trong bộ pin.

Ví dụ: nhiều thanh pin của nhiều máy tính xách tay đều có bộ điều khiển sạc. Nguyên nhân là do máy tính xách tay thường không có bộ điều khiển sạc trong máy tính, chỉ cung cấp cho người dùng một bộ chuyển đổi. Do đó, bộ pin dự phòng của máy tính xách tay phải có bộ điều khiển sạc để đảm bảo bộ pin ngoài được an toàn khi sạc cho bộ chuyển đổi.

Ngoài ra, sản phẩm được sạc bằng bật lửa ô tô và bộ điều khiển sạc đôi khi được thực hiện bên trong bộ pin. Lằn phòng thủ cuối cùng, nếu các biện pháp bảo vệ điện tử không thành công, thì lằn phòng thủ cuối cùng sẽ được cung cấp bởi pin. Mức độ an toàn của pin có thể dựa trên khả năng pin có thể vượt qua hiện tượng đoản mạch bên ngoài và sạc quá mức hay không.

Do pin nổ nên nếu bên trong có nguyên tử lithium thì sức công phá của vụ nổ sẽ lớn hơn. Hơn nữa, bảo vệ quá tải thường chỉ có một tuyến phòng thủ do người tiêu dùng, do đó khả năng chống quá tải của pin quan trọng hơn chống đoản mạch bên ngoài.