Analiza vrst eksplozije litij-ionskih baterij

Obstajajo tri vrste eksplozije baterijske celice: zunanji kratek stik, notranji kratek stik in prenapolnjenost. Zunanjost se tukaj nanaša na zunanjost celice, vključno s kratkim stikom, ki ga povzroča slaba zasnova notranje izolacije paketa baterij.

Ko zunaj celice pride do kratkega stika in elektronska komponenta ne prekine tokokroga, se v celici ustvari visoka toplota, zaradi česar del elektrolita izhlapi in razširi ovoj baterije. Ko je notranja temperatura baterije 135 stopinj, bo visokokakovosten diafragmalni papir zaprl pore, prekinil ali skoraj prekinil elektrokemično reakcijo, povzročil močan padec toka in počasen padec temperature, s čimer se prepreči eksplozija. . Če pa je stopnja zapiranja por preslaba ali če pore sploh niso zaprte, bo temperatura akumulatorja še naprej naraščala, več elektrolita bo izhlapevalo, na koncu pa se bo zdrobil ovoj akumulatorja ali celo temperatura akumulatorja bo dvignjen, da bo material zagorel in eksplodiral. Notranji kratek stik je v glavnem posledica udarca bakrene in aluminijaste folije, ki predre diafragmo, ali dendritičnih kristalov litijevega atoma, ki predre membrano. Te majhne igličaste kovine bodo povzročile mikro kratek stik. Ker je igla zelo tanka in ima določeno vrednost upora, tok ni nujno velik.

Med proizvodnim procesom nastanejo robovi bakrene aluminijaste folije. Opazen pojav je, da je puščanje baterije prehitro in večino jih lahko preseje tovarna celic ali tovarna za sestavljanje. Poleg tega, ker je zarezo majhno, bo včasih pregorelo, zaradi česar se baterija vrne v normalno stanje. Zato verjetnost eksplozije zaradi mikro kratkega stika rezila ni velika. Takšna izjava je razvidna iz dejstva, da so v vsaki celicni tovarni pogosto slabe baterije z nizko napetostjo kmalu po polnjenju, eksplozij pa je malo, kar je statistično podprto. Zato je eksplozija, ki jo povzroči notranji kratek stik, v glavnem posledica prenapolnjenosti. Ker so po prekomernem polnjenju igličasti kovinski kristali litija povsod na drogu, povsod so prebodne točke in povsod prihaja do mikro kratkih stikov. Zato se bo temperatura akumulatorja postopoma povečevala in na koncu bo visoka temperatura povzročila elektrolit. V tem primeru se eksplozija konča, ne glede na to, ali material zagori in eksplodira zaradi visoke temperature ali pa se lupina najprej zlomi, kar povzroči vstop zraka in povzroči močno oksidacijo s kovinskim litijem.

Vendar ni nujno, da do eksplozije, ki jo povzroči notranji kratek stik zaradi prenapolnjenosti, pride med polnjenjem. Možno je, da bo uporabnik prenehal polniti in vzel mobilni telefon od vrat, ko temperatura baterije ni dovolj visoka, da bi material zagorel, in ustvarjeni plin ni dovolj, da bi razbil ohišje baterije. V tem času toplota, ki nastane zaradi številnih mikro kratkih stikov, počasi zvišuje temperaturo baterije. Po določenem času pride do eksplozije. Pogost opis potrošnikov je, da ko mobilni telefon vzamejo v roke, se jim zdi zelo vroč, ko ga odvržejo, pa eksplodira.

Na podlagi zgornjih vrst eksplozij se lahko osredotočimo na preprečevanje prenapolnjenosti, preprečevanje zunanjega kratkega stika in izboljšanje varnosti celice. Med njimi preprečevanje prekomernega polnjenja in preprečevanje zunanjega kratkega stika pripadata elektronski zaščiti, ki ima odlično povezavo z zasnovo akumulatorskega sistema in sestavo baterije. Ključ do izboljšanja varnosti baterijskih celic je kemična in mehanska zaščita, ki je tesno povezana s proizvajalcem baterijskih celic.