Il-batteriji tal-litju huma s-sistema tal-batteriji li qed tikber b'rata mgħaġġla fl-aħħar 20 sena u jintużaw ħafna fi prodotti elettroniċi.L-isplużjoni reċenti ta 'telefowns ċellulari u laptops hija essenzjalment splużjoni tal-batterija.Kif jidhru l-batteriji tat-telefon ċellulari u tal-laptop, kif jaħdmu, għaliex jisplodu, u kif jevitawhom.
Effetti sekondarji jibdew iseħħu meta ċ-ċellula tal-litju tiġi ċċarġjata żżejjed għal vultaġġ ogħla minn 4.2V.Aktar ma tkun għolja l-pressjoni ta 'ħlas żejjed, iktar ikun għoli r-riskju.F'vultaġġi ogħla minn 4.2V, meta inqas minn nofs l-atomi tal-litju jitħallew fil-materjal tal-katodu, iċ-ċellula tal-ħażna ta 'spiss tiġġarraf, u tikkawża tnaqqis permanenti fil-kapaċità tal-batterija.Jekk il-ħlas ikompli, metalli tal-litju sussegwenti jinġabru fuq il-wiċċ tal-materjal tal-katodu, peress li ċ-ċellula tal-ħażna tal-katodu hija diġà mimlija atomi tal-litju.Dawn l-atomi tal-litju jikbru kristalli dendritiċi mill-wiċċ tal-katodu fid-direzzjoni tal-joni tal-litju.Il-kristalli tal-litju se jgħaddu mill-karta tad-dijaframma, u jqassru l-anodu u l-katodu.Xi drabi l-batterija tisplodi qabel ma jseħħ short circuit.Dak għax matul il-proċess ta 'ħlas żejjed, materjali bħall-elettroliti jitqassmu biex jipproduċu gass li jikkawża li l-kisi tal-batterija jew il-valv tal-pressjoni jintefħu u jinfaqgħu, u jippermettu li l-ossiġnu jirreaġixxi ma' atomi tal-litju akkumulati fuq il-wiċċ tal-elettrodu negattiv u jisplodu.
Għalhekk, meta l-iċċarġjar tal-batterija tal-litju, huwa meħtieġ li jiġi stabbilit il-limitu ta 'fuq tal-vultaġġ, biex jittieħed kont tal-ħajja tal-batterija, il-kapaċità, u s-sigurtà.Il-limitu ta 'fuq tal-vultaġġ ideali tal-iċċarġjar huwa 4.2V.Għandu jkun hemm ukoll limitu ta 'vultaġġ aktar baxx meta ċ-ċelluli tal-litju jarmu.Meta l-vultaġġ taċ-ċellula jaqa 'taħt 2.4V, xi wħud mill-materjal jibda jkisser.U minħabba li l-batterija se tiskarika lilha nnifisha, poġġi l-itwal il-vultaġġ ikun aktar baxx, għalhekk, huwa aħjar li ma tarmix 2.4V biex tieqaf.Minn 3.0V sa 2.4V, il-batteriji tal-litju jirrilaxxaw biss madwar 3% tal-kapaċità tagħhom.Għalhekk, 3.0V huwa vultaġġ ta 'qtugħ ta' kwittanza ideali.Meta l-iċċarġjar u l-ħatt, minbarra l-limitu tal-vultaġġ, il-limitu tal-kurrent huwa meħtieġ ukoll.Meta l-kurrent ikun għoli wisq, il-jonji tal-litju ma jkollhomx ħin biex jidħlu fiċ-ċellula tal-ħażna, jakkumulaw fuq il-wiċċ tal-materjal.
Hekk kif dawn il-jonji jiksbu elettroni, jikkristallizzaw l-atomi tal-litju fuq il-wiċċ tal-materjal, li jista 'jkun perikoluż daqs iċċarġjar żejjed.Jekk il-kaxxa tal-batterija tinkiser, tisplodi.Għalhekk, il-protezzjoni tal-batterija tal-jone tal-litju għandha mill-inqas tinkludi l-limitu ta 'fuq tal-vultaġġ tal-iċċarġjar, il-limitu aktar baxx tal-vultaġġ tal-ħatt u l-limitu ta' fuq tal-kurrent.B'mod ġenerali, minbarra l-qalba tal-batterija tal-litju, se jkun hemm pjanċa ta 'protezzjoni, li hija prinċipalment biex tipprovdi dawn it-tliet protezzjoni.Madankollu, il-pjanċa tal-protezzjoni ta 'dawn it-tliet protezzjoni hija ovvjament mhux biżżejjed, l-avvenimenti globali ta' splużjoni tal-batterija tal-litju jew frekwenti.Biex tiġi żgurata s-sigurtà tas-sistemi tal-batteriji, hija meħtieġa analiżi aktar bir-reqqa tal-kawża tal-isplużjonijiet tal-batterija.
Kawża tal-isplużjoni:
1. Polarizzazzjoni interna kbira;
2.Il-biċċa tal-arblu tassorbi l-ilma u tirreaġixxi mat-tanbur tal-gass tal-elettroliti;
3.Il-kwalità u l-prestazzjoni tal-elettrolit innifsu;
4.L-ammont ta 'injezzjoni likwida ma jistax jissodisfa r-rekwiżiti tal-proċess;
5. Il-prestazzjoni tas-siġill tal-iwweldjar bil-lejżer hija fqira fil-proċess ta 'preparazzjoni, u t-tnixxija tal-arja tiġi skoperta.
6. It-trab u t-trab tal-biċċa tal-arblu huma faċli biex jikkawżaw microshort circuit l-ewwel;
7.Pjanċa pożittiva u negattiva eħxen mill-firxa tal-proċess, diffiċli biex titqaxxar;
8. Problema tas-siġillar ta 'injezzjoni likwida, prestazzjoni ħażina tas-siġillar tal-ballun tal-azzar twassal għal tanbur tal-gass;
9.Il-ħajt tal-qoxra tal-materjal li jidħol tal-qoxra huwa oħxon wisq, id-deformazzjoni tal-qoxra taffettwa l-ħxuna;
10. It-temperatura ambjentali għolja barra hija wkoll il-kawża ewlenija tal-isplużjoni.
It-tip ta 'splużjoni
Analiżi tat-tip ta 'splużjoni It-tipi ta' splużjoni tal-qalba tal-batterija jistgħu jiġu kklassifikati bħala short circuit estern, short circuit intern, u overcharge.L-estern hawn jirreferi għall-estern taċ-ċellula, inkluż ix-short circuit ikkawżat mid-disinn fqir ta 'insulazzjoni tal-pakkett tal-batterija intern.Meta ċirkwit qasir iseħħ barra ċ-ċellula, u l-komponenti elettroniċi jonqsu milli jaqtgħu l-linja, iċ-ċellula se tiġġenera sħana għolja ġewwa, u tikkawża li parti mill-elettrolit tiġi vaporizzata, il-qoxra tal-batterija.Meta t-temperatura interna tal-batterija tkun għolja għal 135 grad Celsius, il-karta tad-dijaframma ta 'kwalità tajba se tagħlaq it-toqba multa, ir-reazzjoni elettrokimika hija mitmuma jew kważi mitmuma, il-kurrent plunges, u t-temperatura wkoll tinżel bil-mod, u b'hekk tiġi evitata l-isplużjoni .Iżda karta tad-dijaframma b'rata fqira ta 'għeluq, jew waħda li ma tagħlaq xejn, se żżomm il-batterija sħuna, tifvaporizza aktar elettrolit, u eventwalment tfaqqa' l-kisi tal-batterija, jew saħansitra tgħolli t-temperatura tal-batterija sal-punt fejn il-materjal jinħaraq u tisplodi.Iċ-ċirkwit qasir intern huwa prinċipalment ikkawżat mill-burr tal-fojl tar-ram u l-fojl tal-aluminju li jtaqqab id-dijaframma, jew il-kristalli dendritiċi tal-atomi tal-litju li jtaqqbu d-dijaframma.
Dawn il-metalli ċkejkna li jixbħu l-labra jistgħu jikkawżaw microshort circuits.Minħabba li l-labra hija rqiqa ħafna u għandha ċertu valur ta 'reżistenza, il-kurrent mhux neċessarjament kbir ħafna.Il-burrs tal-fojl tal-aluminju tar-ram huma kkawżati fil-proċess tal-produzzjoni.Il-fenomenu osservat huwa li l-batterija tnixxi malajr wisq, u ħafna minnhom jistgħu jiġu skrinjati minn fabbriki taċ-ċelluli jew impjanti ta 'assemblaġġ.U minħabba li l-burrs huma żgħar, xi kultant jinħarqu, u jagħmlu l-batterija lura għan-normal.Għalhekk, il-probabbiltà ta 'splużjoni kkawżata minn ċirkwit qasir tal-mikro burr mhix għolja.Tali ħsieb, ħafna drabi tista 'tiċċarġja minn ġewwa ta' kull fabbrika taċ-ċelluli, il-vultaġġ fuq il-batterija ħażina baxxa, iżda rarament splużjoni, tikseb appoġġ statistiku.Għalhekk, l-isplużjoni kkawżata minn short circuit intern hija prinċipalment ikkawżata minn ħlas żejjed.Minħabba li hemm kristalli tal-metall tal-litju bħal labra kullimkien fuq il-folja tal-elettrodu ta 'wara ċċarġjata żżejjed, il-punti tat-titqib huma kullimkien, u mikro-short circuit iseħħ kullimkien.Għalhekk, it-temperatura taċ-ċellula se tiżdied gradwalment, u finalment it-temperatura għolja se elettroliti gass.Din is-sitwazzjoni, kemm jekk it-temperatura hija għolja wisq biex tagħmel l-isplużjoni tal-kombustjoni tal-materjal, jew il-qoxra kienet l-ewwel miksura, sabiex l-arja fi u l-ossidazzjoni ħarxa tal-metall tal-litju, huma t-tmiem tal-isplużjoni.
Iżda splużjoni bħal din, ikkawżata minn short circuit intern ikkawżat minn iċċarġjar żejjed, mhux neċessarjament isseħħ fil-ħin tal-iċċarġjar.Huwa possibbli li l-konsumaturi jieqfu jiċċarġjaw u joħorġu t-telefowns tagħhom qabel ma l-batterija tkun sħuna biżżejjed biex jaħarqu materjali u jipproduċu biżżejjed gass biex jinfaqa 'l-qoxra tal-batterija.Is-sħana ġġenerata mill-bosta ċirkwiti qosra bil-mod issaħħan il-batterija u, wara xi żmien, tisplodi.Id-deskrizzjoni komuni tal-konsumaturi hija li qabdu t-telefon u sabu li kien jaħraq ħafna, imbagħad thew u splodew.Ibbażat fuq it-tipi ta 'splużjoni ta' hawn fuq, nistgħu niffukaw fuq il-prevenzjoni ta 'ħlas żejjed, il-prevenzjoni ta' short circuit estern, u ntejbu s-sigurtà taċ-ċellula.Fosthom, il-prevenzjoni ta 'ħlas żejjed u short circuit estern tappartjeni għall-protezzjoni elettronika, li hija relatata ħafna mad-disinn tas-sistema tal-batterija u l-pakkett tal-batterija.Il-punt ewlieni tat-titjib tas-sigurtà taċ-ċelluli huwa l-protezzjoni kimika u mekkanika, li għandha relazzjoni kbira mal-manifatturi taċ-ċelluli.
Inkwiet moħbi sikur
Is-sigurtà tal-batterija tal-jone tal-litju mhix biss relatata man-natura tal-materjal taċ-ċellula innifsu, iżda wkoll relatata mat-teknoloġija tal-preparazzjoni u l-użu tal-batterija.Il-batteriji tat-telefon ċellulari spiss jisplodu, min-naħa waħda, minħabba l-falliment taċ-ċirkwit tal-protezzjoni, iżda aktar importanti, l-aspett materjali ma solviex il-problema b'mod fundamentali.
Materjal attiv tal-katodu tal-litju ta 'l-aċidu tal-kobalt huwa sistema matura ħafna f'batteriji żgħar, iżda wara ħlas sħiħ, għad hemm ħafna joni tal-litju fl-anodu, meta ħlas żejjed, li jibqa' fl-anodu tal-jone tal-litju huma mistennija li jinġabru lejn l-anodu , huwa ffurmat fuq il-katodu dendrite qed tuża kobalt aċidu tal-litju batterija overcharge korollarju, anke fil-proċess normali ta 'ċarġ u skarigu, Jista' jkun hemm ukoll jonji tal-litju żejda ħielsa għall-elettrodu negattiv biex jiffurmaw dendrites.L-enerġija speċifika teoretika tal-materjal tal-kobalat tal-litju hija aktar minn 270 mah/g, iżda l-kapaċità attwali hija biss nofs il-kapaċità teoretika biex tiżgura l-prestazzjoni taċ-ċikliżmu tagħha.Fil-proċess ta 'użu, minħabba xi raġuni (bħal ħsara lis-sistema ta' ġestjoni) u l-vultaġġ tal-iċċarġjar tal-batterija huwa għoli wisq, il-parti li jifdal tal-litju fl-elettrodu pożittiv se titneħħa, permezz tal-elettrolit sal-wiċċ tal-elettrodu negattiv f' il-forma ta 'depożizzjoni tal-metall tal-litju biex jiffurmaw dendriti.Dendrites Ittaqqab id-dijaframma, u toħloq short circuit intern.
Il-komponent ewlieni tal-elettrolit huwa karbonat, li għandu punt ta 'flash baxx u punt ta' togħlija baxx.Se jinħaraq jew saħansitra jisplodi taħt ċerti kundizzjonijiet.Jekk il-batterija tissaħħan iżżejjed, se twassal għall-ossidazzjoni u t-tnaqqis tal-karbonat fl-elettrolit, li jirriżulta f'ħafna gass u aktar sħana.Jekk ma jkunx hemm valv ta 'sikurezza jew il-gass ma jiġix rilaxxat permezz tal-valv ta' sigurtà, il-pressjoni interna tal-batterija titla 'f'daqqa u tikkawża splużjoni.
Il-batterija tal-jone tal-litju tal-elettrolit tal-polimeru ma ssolvix b'mod fundamentali l-problema tas-sigurtà, jintużaw ukoll l-aċidu tal-kobalt tal-litju u l-elettrolit organiku, u l-elettrolit huwa kollojdali, mhux faċli li jnixxi, se jseħħ kombustjoni aktar vjolenti, il-kombustjoni hija l-akbar problema tas-sigurtà tal-batterija tal-polimeru.
Hemm ukoll xi problemi bl-użu tal-batterija.Short circuit estern jew intern jista 'jipproduċi ftit mijiet ta' amperes ta 'kurrent eċċessiv.Meta jseħħ short circuit estern, il-batterija tiskarika istantanjament kurrent kbir, tikkonsma ammont kbir ta 'enerġija u tiġġenera sħana enormi fuq ir-reżistenza interna.Is-short circuit intern jifforma kurrent kbir, u t-temperatura togħla, u tikkawża li d-dijaframma tinħall u ż-żona ta 'short circuit tespandi, u b'hekk tifforma ċiklu vizzjuż.
Batterija tal-jone tal-litju sabiex tinkiseb ċellula waħda 3 ~ 4.2V vultaġġ għoli tax-xogħol, għandha tieħu d-dekompożizzjoni tal-vultaġġ hija akbar minn 2V elettrolit organiku, u l-użu ta 'elettrolit organiku f'kundizzjonijiet ta' kurrent għoli, temperatura għolja se jkun elettrolizzat, elettrolitiku gass, li jirriżulta fi pressjoni interna miżjuda, serji se break permezz tal-qoxra.
Żejjed jista 'jippreċipita metall tal-litju, fil-każ ta' qsim tal-qoxra, kuntatt dirett mal-arja, li jirriżulta f'kombustjoni, fl-istess ħin elettrolit ta 'tqabbid, fjamma qawwija, espansjoni rapida tal-gass, splużjoni.
Barra minn hekk, għall-batterija tal-jone tal-litju tat-telefon ċellulari, minħabba użu mhux xieraq, bħal estrużjoni, impatt u teħid ta 'ilma jwasslu għal espansjoni tal-batterija, deformazzjoni u qsim, eċċ., Li se jwassal għal short circuit tal-batterija, fil-proċess ta' kwittanza jew iċċarġjar ikkawżat bi splużjoni tas-sħana.
Sigurtà tal-batteriji tal-litju:
Sabiex jiġi evitat overdischarge jew overcharge ikkawżat minn użu mhux xieraq, mekkaniżmu ta 'protezzjoni triplu huwa stabbilit f'batterija tal-jone tal-litju waħda.Wieħed huwa l-użu ta 'elementi ta' swiċċjar, meta t-temperatura tal-batterija togħla, ir-reżistenza tagħha titla ', meta t-temperatura tkun għolja wisq, awtomatikament twaqqaf il-provvista tal-enerġija;It-tieni huwa li tagħżel il-materjal diviżorju xieraq, meta t-temperatura titla 'għal ċertu valur, il-pori tal-mikron fuq il-partizzjoni jinħall awtomatikament, sabiex il-jonji tal-litju ma jistgħux jgħaddu, ir-reazzjoni interna tal-batterija tieqaf;It-tielet huwa li twaqqaf il-valv tas-sigurtà (jiġifieri, it-toqba tal-vent fuq in-naħa ta 'fuq tal-batterija).Meta l-pressjoni interna tal-batterija titla 'għal ċertu valur, il-valv tas-sigurtà jinfetaħ awtomatikament biex jiżgura s-sigurtà tal-batterija.
Xi drabi, għalkemm il-batterija nnifisha għandha miżuri ta 'kontroll tas-sigurtà, iżda minħabba xi raġunijiet ikkawżati min-nuqqas ta' kontroll, in-nuqqas ta 'valv ta' sigurtà jew gass m'għandux ħin biex jirrilaxxa permezz tal-valv tas-sigurtà, il-pressjoni interna tal-batterija titla 'f'daqqa u tikkawża splużjoni.Ġeneralment, l-enerġija totali maħżuna fil-batteriji tal-jone tal-litju hija inversament proporzjonali għas-sigurtà tagħhom.Hekk kif il-kapaċità tal-batterija tiżdied, il-volum tal-batterija jiżdied ukoll, u l-prestazzjoni tad-dissipazzjoni tas-sħana tagħha tiddeterjora, u l-possibbiltà ta 'inċidenti tiżdied ħafna.Għal batteriji tal-jone tal-litju użati fit-telefowns ċellulari, ir-rekwiżit bażiku huwa li l-probabbiltà ta 'inċidenti ta' sikurezza għandha tkun inqas minn waħda f'miljun, li huwa wkoll l-istandard minimu aċċettabbli għall-pubbliku.Għal batteriji tal-jone tal-litju ta 'kapaċità kbira, speċjalment għall-karozzi, huwa importanti ħafna li tiġi adottata d-dissipazzjoni tas-sħana sfurzata.
L-għażla ta 'materjali ta' elettrodi aktar sikuri, materjal ta 'ossidu tal-manganiż tal-litju, f'termini ta' struttura molekulari biex jiġi żgurat li fl-istat ta 'ċarġ sħiħ, il-joni tal-litju fl-elettrodu pożittiv ġew kompletament inkorporati fit-toqba negattiva tal-karbonju, tevita fundamentalment il-ġenerazzjoni ta' dendriti.Fl-istess ħin, l-istruttura stabbli tal-aċidu tal-manganiż tal-litju, sabiex il-prestazzjoni tal-ossidazzjoni tagħha tkun ferm aktar baxxa mill-aċidu tal-kobalt tal-litju, temperatura ta 'dekompożizzjoni tal-aċidu tal-kobalt tal-litju aktar minn 100 ℃, anke minħabba short-circuit estern estern (needling), estern short-circuit, iċċarġjar żejjed, jista 'wkoll jevita kompletament il-periklu ta' kombustjoni u splużjoni kkawżati minn metall tal-litju preċipitat.
Barra minn hekk, l-użu ta 'materjal tal-manganat tal-litju jista' wkoll inaqqas ħafna l-ispiża.
Biex tittejjeb il-prestazzjoni tat-teknoloġija eżistenti tal-kontroll tas-sigurtà, l-ewwel irridu ntejbu l-prestazzjoni tas-sikurezza tal-qalba tal-batterija tal-jone tal-litju, li hija partikolarment importanti għal batteriji ta 'kapaċità kbira.Agħżel dijaframma b'prestazzjoni tajba ta 'għeluq termali.Ir-rwol tad-dijaframma huwa li tiżola l-poli pożittivi u negattivi tal-batterija filwaqt li tippermetti l-mogħdija ta 'jonji tal-litju.Meta t-temperatura togħla, il-membrana tingħalaq qabel idub, u tgħolli r-reżistenza interna għal 2,000 ohms u tagħlaq ir-reazzjoni interna.Meta l-pressjoni interna jew it-temperatura tilħaq l-istandard issettjat minn qabel, il-valv kontra l-isplużjoni jinfetaħ u jibda jtaffi l-pressjoni biex jipprevjeni akkumulazzjoni eċċessiva ta 'gass intern, deformazzjoni, u eventwalment iwassal għal tifqigħ tal-qoxra.Ittejjeb is-sensittività tal-kontroll, agħżel parametri ta 'kontroll aktar sensittivi u tadotta l-kontroll magħqud ta' parametri multipli (li huwa partikolarment importanti għal batteriji ta 'kapaċità kbira).Għal pakkett ta 'batteriji tal-jone tal-litju ta' kapaċità kbira huwa kompożizzjoni ta 'ċelluli multipli ta' serje/parallel, bħal vultaġġ tal-kompjuter notebook huwa aktar minn 10V, kapaċità kbira, ġeneralment bl-użu ta 'serje ta' batterija waħda 3 sa 4 jistgħu jissodisfaw ir-rekwiżiti tal-vultaġġ, u mbagħad 2 sa 3 serje ta ' pakkett tal-batterija parallel, sabiex tiġi żgurata kapaċità kbira.
Il-pakkett tal-batterija ta 'kapaċità għolja nnifsu għandu jkun mgħammar b'funzjoni ta' protezzjoni relattivament perfetta, u għandhom jitqiesu wkoll żewġ tipi ta 'moduli ta' bord ta 'ċirkwit: modulu ProtecTIonBoardPCB u modulu SmartBatteryGaugeBoard.Id-disinn kollu tal-protezzjoni tal-batterija jinkludi: livell 1 protezzjoni IC (jipprevjenu l-batterija overcharge, overdischarge, short circuit), livell 2 protezzjoni IC (jipprevjeni t-tieni vultaġġ żejjed), fjus, indikatur LED, regolazzjoni tat-temperatura u komponenti oħra.Taħt il-mekkaniżmu ta 'protezzjoni f'diversi livelli, anke fil-każ ta' ċarġer tal-enerġija u laptop anormali, il-batterija tal-laptop tista 'tinbidel biss għall-istat ta' protezzjoni awtomatiku.Jekk is-sitwazzjoni mhix serja, ħafna drabi taħdem b'mod normali wara li tiġi pplaggjata u mneħħija mingħajr splużjoni.
It-teknoloġija sottostanti użata fil-batteriji tal-jone tal-litju użati f'laptops u mowbajls mhijiex sigura, u jeħtieġ li jitqiesu strutturi aktar sikuri.
Bħala konklużjoni, bil-progress tat-teknoloġija tal-materjal u l-approfondiment tal-fehim tan-nies tar-rekwiżiti għad-disinn, manifattura, ittestjar u użu ta 'batteriji tal-jone tal-litju, il-futur tal-batteriji tal-jone tal-litju se jsir aktar sigur.
Ħin tal-post: Mar-07-2022