Característiques de la bateria d'ions de liti
El liti és el metall més petit i viu de la taula del cicle químic. Petit volum i tan alta densitat de volum, és àmpliament popular entre els consumidors i enginyers. Però les característiques químiques són massa vives, comporta un risc extremadament alt. El metall de liti quan està exposat a l'aire, amb oxigen produeix una intensa oxidació i explosió. Per millorar la seguretat i el voltatge, els científics han inventat materials com el grafit i el cobaltat de liti per emmagatzemar àtoms de liti. L'estructura molecular d'aquests materials forma una petita gelosia d'emmagatzematge que es pot utilitzar per emmagatzemar àtoms de liti. D'aquesta manera, fins i tot si la closca de la bateria es trenca i entra oxigen, l'oxigen és massa gran perquè les molècules d'oxigen entrin en aquestes petites cèl·lules d'emmagatzematge, de manera que els àtoms de liti no es posin en contacte amb l'oxigen i evitin l'explosió. Aquest principi de bateries d'ions de liti permet a les persones aconseguir finalitats de seguretat alhora que obtenen la seva alta densitat de capacitat.
Quan es carrega la bateria d'ions de liti, els àtoms positius de liti perden els seus electrons i s'oxiden als ions de liti. Els ions de liti neden a l'elèctrode negatiu a través de l'electròlit, entren a la gelosia d'emmagatzematge de l'elèctrode negatiu, i obtenen un electró, reduït a àtoms de liti. Després de l'alta, tot el procediment es capgira. Per evitar un curtcircuit entre els pols positius i negatius, un paper diafragma amb molts forats fins per evitar el curtcircuit. Un bon paper de diafragma també pot tancar automàticament el forat fi quan la temperatura de la bateria és massa alta, de manera que els ions de liti no es poden creuar, per malbaratar les arts marcials, per evitar el perill.
Mesures de protecció
Les cèl·lules de la bateria de liti poden començar a tenir efectes secundaris després de sobrecarregar a un voltatge superior a 3,7V. com més alta sigui la tensió de sobrecàrrega, més gran serà el risc. Després que la tensió de liti sigui superior a 3,7V, el nombre d'àtoms de liti en el material de càtode és menys de la meitat del material de càtode, quan la gelosia d'emmagatzematge sovint es col·lapsa, causant una disminució permanent de la capacitat de la bateria. Si la càrrega continua, el metall liti posterior s'acumularà a la superfície del material negatiu perquè la gelosia d'emmagatzematge negativa ja està plena d'àtoms de liti. Aquests àtoms de liti creixen la cristal·lització de branques des de la superfície negativa fins a la direcció dels ions de liti. Aquests cristalls metàl·lics de liti passen a través del paper diafragma a curtcircuit els pols positius i negatius. De vegades la bateria esclata abans del curtcircuit, ja que en el procés de sobrecàrrega, l'electròlit i altres materials trencaran el gas, fent que la closca de la bateria o la vàlvula de pressió s'inflin, permetent que l'oxigen reaccioni amb àtoms de liti acumulats a la superfície negativa, i després exploti. Per tant, quan es carrega la bateria de liti, hem d'establir el límit de tensió, per tenir en compte la vida, la capacitat i la seguretat de la bateria al mateix temps. Tensió de càrrega ideal límit superior de 3.6V.
També hi hauria d'haver un límit de baixa tensió per a la descàrrega de la bateria de liti. Quan el voltatge cel·lular és inferior a 2V, part del material comença a ser destruït. I com que la bateria s'auto-descarregarà, com més llarga sigui la bateria no carregada, la tensió de la bateria serà menor. per tant, el millor és no descarregar el volt cel·lular a 2V . La capacitat de descàrrega de la bateria de liti de 3.0V a 2.8V és només al voltant del 3% de la capacitat de la bateria. Així, 3.0V és una descàrrega ideal tallada de tensió.
En el procés de càrrega i descàrrega, també és necessari el límit actual. Quan el corrent és massa gran, els ions de liti són massa tard per entrar a l'espai d'emmagatzematge i es reuniran a la superfície del material. Aquests ions de liti obtenen electrons, produint cristal·lització atòmica de liti a la superfície del material, igual que amb la sobrecàrrega, causant perillós. En cas que la bateria es trenqui, explota.
Per tant, la protecció de la bateria d'ions de liti inclou almenys tres aspectes: límit de tensió de càrrega, límit de tensió de descàrrega i límit de corrent. Generalment, en el paquet de bateries de liti, a més de la cèl·lula de liti, hi haurà un Sistema de Gestió de Bateries( BMS), el BMS és principalment dispositiu per proporcionar aquestes tres proteccions. No obstant això, el sistema de gestió de bateries òbviament no és suficient, hem vist que les explosions de bateries de liti es produeixen a tot el món. Per garantir la seguretat del sistema de bateries, a continuació es fa una anàlisi més acurada de la causa de l'explosió de la bateria:
Raons per a l'explosió de la bateria:
1: Polarització interna cel·lular més gran!
2: La placa polar absorbeix aigua i reacciona amb l'electròlit.
3: Els problemes de qualitat i rendiment del propi electròlit.
4: L'import de la injecció de líquids no compleix els requisits del procés.
5: Mal rendiment de segellat de la soldadura làser durant el procés de muntatge, fuites d'aire i mesurament de fuites.
6: Pols, pols polar és primer fàcil de conduir a micro curtcircuit, la raó específica és desconeguda.
7: La làmina d'elèctrode positiu i negatiu és més gruixuda que el rang de procés, i és difícil entrar a la closca.
8: Problema de segellat per injecció, i un mal rendiment de segellat de comptes d'acer condueix al tambor de gas.
9: El material de la closca és una paret gruixuda de la closca, i la deformació de la closca afecta el gruix.
anàlisi
Les raons de l'explosió de la bateria de liti es poden resumir encurtcircuit externjocurtcircuit nternal,isobrecàrrega. L'exterior fa referència a l'exterior de la cèl·lula, inclòs el curtcircuit causat pel mal disseny d'aïllament del paquet de bateries.
Quan un curtcircuit es produeix fora,la bateria i els dispositius electrònics no aconsegueixen tallar el circuit, es produirà una gran calor a l'interior de la cèl·lula, provocant la vaporització d'alguns electròlits i sostenint la closca de la bateria gran. Quan la temperatura interna de la bateria és alta a 135 graus centígrads, el paper de diafragma de qualitat tancarà el forat fi, la reacció electroquímica acaba o gairebé acaba, el corrent cau bruscament i la temperatura baixarà lentament, evitant així l'explosió. No obstant això, la velocitat de tancament del forat fi és massa pobra, o el paper diafragma que no es tanca en absolut, farà que la temperatura de la bateria continuï augmentant, vaporitzar més electròlits i, finalment, trencar la closca de la bateria, i fins i tot elevar la temperatura de la bateria per fer que el material es cremi i exploti.
El curtcircuit intern és causat principalment per l'ardor de paper de coure i paper d'alumini o la cristal·lització doble dels àtoms de liti. Aquests petits metalls semblants a l'agulla poden causar un micro curtcircuit. Com que l'agulla està molt bé amb certa resistència, el corrent no serà molt gran. Les burs de coure i paper d'alumini són causades en el procés de producció, el fenomen observat és que la fuita de la bateria és massa ràpida, la majoria poden ser projectades per la fàbrica central o la planta de muntatge. A més, les petites retencions són petites, de vegades cremades, que retornen la bateria a la normalitat. Per tant, la probabilitat d'explosió causada pel microxip de la borrasca no és alta.
tota la fàbrica de cèl·lules d'ions de liti trobarà unes bateries de mala qualitat que baixaran de volt després de carregar-se en breu , però poques explosions, referides a dades estadístiques. Per tant, l'explosió causada pel curtcircuit intern és causada principalment per la sobrecàrrega. Perquè, la placa de pal sobrecarregada està plena de cristal·lització metàl·lica de liti d'agulla, els punts de punció són a tot arreu, el que provocarà micro curtcircuit . Per tant, la temperatura de la bateria augmentarà gradualment, i finalment l'alta temperatura serà causant gas electròlit. En el procés, tant si l'alta temperatura fa l'explosió de la combustió material, com si la closca es va trencar primer, es deixarà entrar l'aire i el metall de liti ferotge oxidació, que conduirà a l'explosió.
Però l'explosió causada per un curtcircuit intern no es va produir en el moment de la càrrega. Es deu al fet que la temperatura de la bateria no és massa alta per fer cremar el material o el gas produït no és suficient per trencar l'intèrpret d'ordres de la bateria, l'usuari deixa de carregar. En aquest moment, la calor generada per molts micro curtcircuits va augmentar lentament la temperatura de la bateria, després d'un període de temps, es va produir l'explosió.
Basant-se en els tipus d'explosió anteriors,Torpàl'equip tècnic se centra en la protecció de la sobrecàrrega, la prevenció de curtcircuits externs, i la millora de la seguretat de la cèl·lula a l'explosió provada. Entre ells, la protecció contra sobrecàrregues i la prevenció de curtcircuits externs pertanyen a la protecció electrònica, que està molt relacionada amb el disseny del sistema de bateries i la instal·lació de paquets de bateries. L'enfocament de la millora de la seguretat cel·lular és la protecció química i mecànica, que està molt relacionada amb els fabricants de cèl·lules de bateria.
Especificació de disseny
El sistema de gestió de bateries de Torphan pot proporcionar dues proteccions de seguretat per a la sobrecàrrega, sobrecàrrega i sobrecàrrega respectivament, incloent el carregador i el paquet de bateries. El carregador Torphan converteix CA a corrent continu i limita la corrent màxima i la tensió màxima de DC. La protecció del paquet de bateries conté dues parts --- el sistema de gestió de bateries i la cèl·lula de bateria. Per a la primera protecció, el sistema de gestió de bateries pot comunicar-se amb el carregador, enviarà encomiats com limitar el flux i aturar els senyals de càrrega al carregador , segons la informació de la bateria recollida. Quan el carregador rep el senyal, el carregador reduirà automàticament el corrent de càrrega o deixarà de carregar-se. Quan el carregador no es compensi amb el sistema de gestió de bateries, el sistema de gestió de bateries desconnectarà el relé dins del paquet de bateries i tallarà tot el circuit de càrrega, que és la segona protecció. Això vol dir que fins i tot si un circuit falla, la bateria no serà sobrecarregada i perillosa.
En definitiva, durant el disseny del sistema de bateries, la protecció electrònica és la primera protecció per a la sobrecàrrega, sobrecàrrega i sobrecàrrega. El sistema de gestió de bateries és la segona protecció.
Tot i que els mètodes anteriors proporcionen dues proteccions, de vegades els consumidors compren un carregador no original per carregar les bateries quan es trenca el carregador, de manera que poden comprar un carregador de baixa qualitat o un carregador que no pot comunicar-se amb la gestió de la bateria. Això farà que es perdi la primera protecció. La sobrecàrrega és el factor més important en l'explosió de la bateria, de manera que els carregadors inferiors es poden anomenar culpables de l'explosió de la bateria.
Recta final de defensa
Si la protecció electrònica falla, l'última línia de defensa, serà proporcionada per la cèl·lula. El nivell de seguretat de la cèl·lula es pot diferenciar lleugerament en funció de si la cèl·lula es pot separar per curtcircuit extern i sobrecàrrega. Perquè, abans que la bateria exploti, els àtoms de liti s'acumulen a l'interior a la superfície del material. A més, la protecció de la sobrecàrrega sol ser perquè els consumidors utilitzen un carregador inferior i només tenen una línia de defensa, per tant, la resistència a la sobrecàrrega cel·lular és més important que la capacitat de resistir el curtcircuit extern.
