Технологія ризику та безпеки літій-іонного акумулятора (1)

1. Ризик літій-іонного акумулятора

Літій-іонний акумулятор є потенційно небезпечним хімічним джерелом живлення через свої хімічні характеристики та склад системи.

 

(1)Висока хімічна активність

Літій — основний елемент I групи другого періоду таблиці Менделєєва з надзвичайно активними хімічними властивостями.

 

(2) Висока щільність енергії

Літій-іонні батареї мають дуже високу питому енергію (≥ 140 Вт·год/кг), що в кілька разів перевищує нікель-кадмієві, нікель-водневі та інші вторинні батареї.Якщо відбудеться реакція термічного витікання, буде виділено високе тепло, що легко призведе до небезпечної поведінки.

 

(3) Прийняти систему органічного електроліту

Органічний розчинник системи органічного електроліту - вуглеводень, з низькою напругою розкладання, легким окисленням і легкозаймистим розчинником;У разі витоку батарея загориться, навіть згорить і вибухне.

 

(4) Висока ймовірність побічних ефектів

У процесі нормального використання літій-іонної батареї хімічна позитивна реакція взаємного перетворення електричної та хімічної енергії відбувається в їїсередині.Однак за певних умов, таких як перезарядження, перерозряд або перевищення напруги, всередині батареї легко спричинити хімічні побічні реакції;Коли побічна реакція посилюється, це серйозно вплине на продуктивність і термін служби батареї, а також може утворювати велику кількість газу, що спричинить вибух і пожежу після швидкого підвищення тиску всередині батареї, що призведе до проблем з безпекою.

 

(5)Структура матеріалу електрода нестабільна

Реакція перезаряду літій-іонної батареї змінить структуру катодного матеріалу та зробить матеріал сильним окислювальним ефектом, так що розчинник в електроліті матиме сильне окислення;І цей ефект незворотній.Якщо тепло, спричинене реакцією, накопичується, виникне ризик спричинення теплового відтоку.

 

2. Аналіз проблем безпеки літій-іонних батарей

Після 30 років промислового розвитку літій-іонні акумулятори досягли значного прогресу в технологіях безпеки, ефективно контролювали появу побічних реакцій в акумуляторі та забезпечували безпеку акумулятора.Однак, оскільки літій-іонні батареї використовуються все ширше, а їх щільність енергії стає все вищою і вищою, протягом останніх років все ще трапляється багато інцидентів, таких як травми внаслідок вибуху або відкликання продукції через потенційну загрозу безпеці.Ми прийшли до висновку, що основні причини проблем безпеки літій-іонних акумуляторів такі:

 

(1) Проблема основного матеріалу

Матеріали, що використовуються для електричного сердечника, включають позитивні активні матеріали, негативні активні матеріали, діафрагми, електроліти та оболонки тощо. Вибір матеріалів і відповідність композиційної системи визначають безпечність електричного сердечника.При виборі позитивних і негативних активних матеріалів і матеріалів діафрагми виробник не провів певної оцінки характеристик і відповідності сировини, що призвело до вродженого недоліку в безпеці клітини.

 

(2) Проблеми виробничого процесу

Сировина елемента не проходить сувору перевірку, а виробниче середовище погане, що призводить до домішок у виробництві, що не тільки шкідливо для ємності акумулятора, але також має великий вплив на безпеку акумулятора;Крім того, якщо в електроліт змішано занадто багато води, можуть виникнути побічні реакції та підвищити внутрішній тиск батареї, що вплине на безпеку;Через обмеження рівня виробничого процесу під час виробництва електричного сердечника продукт не може досягти хорошої консистенції, наприклад, погана площинність матриці електрода, відпадання матеріалу активного електрода, змішування інших домішок у активний матеріал, ненадійне зварювання наконечника електрода, нестабільна температура зварювання, задирки на краю частини електрода та відсутність використання ізоляційної стрічки в ключових частинах, що може негативно вплинути на безпеку електричного сердечника .

 

(3)Дефект конструкції електричного сердечника знижує ефективність безпеки

Що стосується конструкції, виробник не звернув увагу на багато ключових моментів, які впливають на безпеку.Наприклад, немає ізоляційної стрічки на ключових частинах, немає запасу або недостатньо запасу в конструкції діафрагми, конструкція співвідношення ємності позитивних і негативних електродів є необґрунтованою, конструкція співвідношення площ позитивних і негативних активних речовин є необґрунтованим, а конструкція довжини наконечника є необґрунтованою, що може становити приховану небезпеку для безпеки батареї.Крім того, у процесі виробництва клітини деякі виробники клітин намагаються заощадити та стиснути сировину, щоб заощадити кошти та підвищити продуктивність, наприклад, зменшити площу діафрагми, зменшити мідну фольгу, алюмінієву фольгу та не використовувати клапан скидання тиску або ізоляційна стрічка, що знизить безпеку батареї.

 

(4)Занадто висока щільність енергії

В даний час ринок шукає акумулятори з більшою ємністю.Щоб підвищити конкурентоспроможність продукції, виробники продовжують вдосконалювати об’ємну питому енергію літій-іонних акумуляторів, що значно підвищує ризик акумуляторів.


Час публікації: 06 листопада 2022 р