Tehnologia de risc și siguranță a bateriei litiu-ion (1)

1. Risc de acumulare litiu-ion

Bateria litiu-ion este o sursă de energie chimică potențial periculoasă datorită caracteristicilor sale chimice și compoziției sistemului.

 

(1)Activitate chimică ridicată

Litiul este principalul element din grupa I din a doua perioadă a tabelului periodic, cu proprietăți chimice extrem de active.

 

(2) Densitate mare de energie

Bateriile cu ioni de litiu au o energie specifică foarte mare (≥ 140 Wh/kg), care este de câteva ori mai mare decât a bateriilor nichel-cadmiu, nichel-hidrogen și a altor baterii secundare.Dacă are loc o reacție termică de evadare, se va elibera căldură mare, ceea ce va duce cu ușurință la un comportament nesigur.

 

(3) Adoptă sistemul de electroliți organici

Solventul organic al sistemului de electroliți organici este hidrocarbură, cu tensiune scăzută de descompunere, oxidare ușoară și solvent inflamabil;În caz de scurgere, bateria va lua foc, chiar va arde și va exploda.

 

(4) Probabilitate mare de efecte secundare

În procesul de utilizare normală a bateriei cu ioni de litiu, reacția chimică pozitivă de conversie reciprocă între energia electrică și energia chimică are loc în interiorul acesteia.Cu toate acestea, în anumite condiții, cum ar fi supraîncărcarea, descărcarea excesivă sau funcționarea excesivă, este ușor să provoace reacții secundare chimice în interiorul bateriei;Când reacția secundară este agravată, aceasta va afecta grav performanța și durata de viață a bateriei și poate produce o cantitate mare de gaz, care va provoca explozie și incendiu după ce presiunea din interiorul bateriei crește rapid, ceea ce duce la probleme de siguranță.

 

(5) Structura materialului electrodului este instabilă

Reacția de supraîncărcare a bateriei cu ioni de litiu va schimba structura materialului catodic și va face ca materialul să aibă un efect puternic de oxidare, astfel încât solventul din electrolit va avea o oxidare puternică;Și acest efect este ireversibil.Dacă căldura cauzată de reacție se acumulează, va exista riscul de a provoca evadarea termică.

 

2. Analiza problemelor de siguranță ale produselor cu baterii litiu-ion

După 30 de ani de dezvoltare industrială, produsele pentru baterii cu litiu-ion au făcut progrese mari în tehnologia de siguranță, au controlat eficient apariția reacțiilor secundare în baterie și au asigurat siguranța bateriei.Cu toate acestea, deoarece bateriile cu ioni de litiu sunt folosite din ce în ce mai pe scară largă și densitatea lor de energie este din ce în ce mai mare, există încă multe incidente, cum ar fi rănirea prin explozie sau rechemarea produselor din cauza potențialelor pericole de siguranță în ultimii ani.Concluzionăm că principalele motive pentru problemele de siguranță ale produselor cu baterii litiu-ion sunt următoarele:

 

(1) Problemă materială de bază

Materialele utilizate pentru miezul electric includ materiale active pozitive, materiale active negative, diafragme, electroliți și carcase etc. Selecția materialelor și potrivirea sistemului de compoziție determină performanța de siguranță a miezului electric.La selectarea materialelor active pozitive și negative și a materialelor cu diafragmă, producătorul nu a efectuat o anumită evaluare a caracteristicilor și potrivirii materiilor prime, rezultând o deficiență congenitală a siguranței celulei.

 

(2) Probleme ale procesului de producție

Materiile prime ale celulei nu sunt testate strict, iar mediul de producție este sărac, ceea ce duce la impurități în producție, care nu numai că dăunează capacității bateriei, dar are și un impact mare asupra siguranței bateriei;În plus, dacă în electrolit se amestecă prea multă apă, pot apărea reacții secundare și crește presiunea internă a bateriei, ceea ce va afecta siguranța;Datorită limitării nivelului procesului de producție, în timpul producției miezului electric, produsul nu poate obține o consistență bună, cum ar fi planeitatea slabă a matricei electrodului, căderea materialului activ al electrodului, amestecarea altor impurități în materialul activ, sudarea nesigură a urechii electrodului, temperatura instabilă de sudare, bavurile de pe marginea piesei electrodului și absența utilizării benzii izolatoare în părțile cheie, care pot afecta în mod negativ siguranța miezului electric .

 

(3) Defectul de proiectare al miezului electric reduce performanța de siguranță

În ceea ce privește proiectarea structurală, multe puncte cheie care au un impact asupra siguranței nu au fost acordate în atenție de către producător.De exemplu, nu există bandă izolatoare la părțile cheie, nicio marjă sau o marjă insuficientă nu este lăsată în designul diafragmei, proiectarea raportului de capacitate al electrozilor pozitivi și negativi este nerezonabilă, proiectarea raportului de suprafață a activului pozitiv și negativ. substanțele este nerezonabilă, iar designul lungimii urechilor este nerezonabil, ceea ce poate pune pericole ascunse pentru siguranța bateriei.În plus, în procesul de producție al celulei, unii producători de celule încearcă să economisească și să comprima materiile prime pentru a economisi costuri și pentru a îmbunătăți performanța, cum ar fi reducerea suprafeței diafragmei, reducerea foliei de cupru, a foliei de aluminiu și a nu folosi supapă de limitare a presiunii sau bandă izolatoare, care va reduce siguranța bateriei.

 

(4) Densitate prea mare de energie

În prezent, piața caută produse de baterii cu capacitate mai mare.Pentru a crește competitivitatea produselor, producătorii continuă să îmbunătățească volumul de energie specifică a bateriilor litiu-ion, ceea ce crește foarte mult riscul bateriilor.


Ora postării: 06-nov-2022