Tveganje in varnostna tehnologija litij-ionske baterije (1)

1. Tveganje litij-ionske baterije

Litij-ionska baterija je zaradi svojih kemičnih lastnosti in sestave sistema potencialno nevaren kemični vir energije.

 

(1)Visoka kemična aktivnost

Litij je glavni element skupine I v drugi periodi periodnega sistema z izjemno aktivnimi kemičnimi lastnostmi.

 

(2) Visoka energijska gostota

Litij-ionske baterije imajo zelo visoko specifično energijo (≥ 140 Wh/kg), ki je nekajkrat večja od nikelj-kadmijevih, nikelj-vodikovih in drugih sekundarnih baterij.Če pride do toplotne reakcije, se bo sprostila visoka toplota, kar bo zlahka povzročilo nevarno vedenje.

 

(3) Sprejmite sistem organskih elektrolitov

Organsko topilo organskega elektrolitskega sistema je ogljikovodik, z nizko razgradno napetostjo, enostavno oksidacijo in vnetljivim topilom;V primeru puščanja se baterija vname, celo zgori in eksplodira.

 

(4) Velika verjetnost stranskih učinkov

V običajnem procesu uporabe litij-ionske baterije se v njeni notranjosti odvija pozitivna kemična reakcija medsebojne pretvorbe med električno in kemično energijo.Vendar pa je pod določenimi pogoji, kot so prekomerno polnjenje, prekomerno praznjenje ali prekomerno delovanje, zlahka povzročiti kemične stranske reakcije znotraj baterije;Ko se stranska reakcija poslabša, bo to resno vplivalo na delovanje in življenjsko dobo baterije ter lahko povzroči veliko količino plina, ki bo povzročil eksplozijo in požar, potem ko se tlak v bateriji hitro poveča, kar povzroči varnostne težave.

 

(5)Struktura materiala elektrode je nestabilna

Reakcija prekomernega polnjenja litij-ionske baterije bo spremenila strukturo katodnega materiala in povzročila močan oksidacijski učinek materiala, tako da bo topilo v elektrolitu močno oksidiralo;In ta učinek je nepovraten.Če se toplota, ki jo povzroči reakcija, akumulira, bo obstajala nevarnost povzročitve toplotnega uhajanja.

 

2. Analiza varnostnih problemov izdelkov litij-ionskih baterij

Po 30 letih industrijskega razvoja so izdelki litij-ionske baterije dosegli velik napredek v varnostni tehnologiji, učinkovito nadzorovali pojav stranskih reakcij v bateriji in zagotovili varnost baterije.Ker pa se litij-ionske baterije vse pogosteje uporabljajo in je njihova energijska gostota vse večja, je v zadnjih letih še vedno veliko incidentov, kot so poškodbe zaradi eksplozije ali odpoklici izdelkov zaradi morebitnih varnostnih nevarnosti.Sklepamo, da so glavni razlogi za varnostne težave izdelkov litij-ionske baterije naslednji:

 

(1) Problem osnovnega materiala

Materiali, uporabljeni za električno jedro, vključujejo pozitivne aktivne materiale, negativne aktivne materiale, diafragme, elektrolite in lupine itd. Izbira materialov in ujemanje sistema sestave določata varnostno delovanje električnega jedra.Pri izbiri pozitivnih in negativnih aktivnih materialov in materialov diafragme proizvajalec ni opravil določene presoje o lastnostih in ujemanju surovin, kar je povzročilo prirojeno pomanjkljivost v varnosti celice.

 

(2) Težave s proizvodnim procesom

Surovine celice niso strogo preizkušene, proizvodno okolje pa je slabo, kar vodi do nečistoč v proizvodnji, kar ni samo škodljivo za zmogljivost baterije, ampak tudi močno vpliva na varnost baterije;Poleg tega, če je v elektrolit primešano preveč vode, lahko pride do neželenih reakcij in povečanja notranjega tlaka baterije, kar bo vplivalo na varnost;Zaradi omejitve ravni proizvodnega procesa med proizvodnjo električnega jedra izdelek ne more doseči dobre konsistence, kot je slaba ravnost matrice elektrode, odpadanje materiala aktivne elektrode, mešanje drugih nečistoč v aktivni material, nezanesljivo varjenje elektrodnega ušesa, nestabilna temperatura varjenja, robovi na robu kosa elektrode in odsotnost uporabe izolirnega traku na ključnih delih, kar lahko negativno vpliva na varnost električnega jedra .

 

(3)Napaka v zasnovi električnega jedra zmanjšuje varnostno delovanje

Kar zadeva konstrukcijsko zasnovo, proizvajalec ni upošteval številnih ključnih točk, ki vplivajo na varnost.Na primer, na ključnih delih ni izolirnega traku, v zasnovi diafragme ni roba ali pa ni dovolj roba, zasnova razmerja zmogljivosti pozitivnih in negativnih elektrod je nerazumna, zasnova razmerja površin med pozitivnimi in negativnimi aktivnimi snovi je nerazumna in zasnova dolžine čepa je nerazumna, kar lahko predstavlja skrite nevarnosti za varnost baterije.Poleg tega v proizvodnem procesu celice nekateri proizvajalci celic poskušajo prihraniti in stisniti surovine, da bi prihranili stroške in izboljšali delovanje, kot je zmanjšanje površine diafragme, zmanjšanje bakrene folije, aluminijaste folije in neuporaba ventil za razbremenitev tlaka ali izolacijski trak, kar bo zmanjšalo varnost baterije.

 

(4)Previsoka energijska gostota

Trenutno trg išče baterije z večjo zmogljivostjo.Da bi povečali konkurenčnost izdelkov, proizvajalci še naprej izboljšujejo prostorninsko specifično energijo litij-ionskih baterij, kar močno poveča tveganje za baterije.


Čas objave: 6. nov. 2022