Analiza tipova eksplozije litij-ionskih baterija

Postoje tri vrste eksplozije baterijskih ćelija: vanjski kratki spoj, unutarnji kratki spoj i prekomjerno punjenje. Vanjska strana ovdje se odnosi na vanjsku stranu ćelije, uključujući kratki spoj uzrokovan lošom unutarnjom izolacijom baterije.

Kada dođe do kratkog spoja izvan ćelije i elektronička komponenta ne uspije prekinuti krug, velika toplina će se generirati unutar ćelije, uzrokujući isparavanje dijela elektrolita i širenje omotača baterije. Kada je unutarnja temperatura baterije čak 135 stupnjeva, visokokvalitetni dijafragmalni papir će zatvoriti pore, prekinuti ili gotovo prekinuti elektrokemijsku reakciju, uzrokovati nagli pad struje i polagani pad temperature, čime će se izbjeći eksplozija. . Međutim, ako je brzina zatvaranja pora preslaba ili ako pore uopće nisu zatvorene, temperatura baterije nastavit će rasti, više elektrolita će ispariti i konačno će se slomiti omotač baterije ili čak temperatura baterije će se podići kako bi materijal izgorio i eksplodirao. Unutarnji kratki spoj uglavnom je uzrokovan oštrinom bakrene i aluminijske folije koja prodire kroz dijafragmu ili dendritskim kristalom atoma litija koji prodire kroz dijafragmu. Ovi sitni igličasti metali uzrokovat će mikro kratki spoj. Budući da je igla vrlo tanka i ima određenu vrijednost otpora, struja nije nužno velika.

Neravnine na bakrenoj aluminijskoj foliji nastaju tijekom procesa proizvodnje. Uočljiv fenomen je da je curenje baterije prebrzo, a većinu njih može provjeriti tvornica ćelija ili tvornica za montažu. Štoviše, budući da je udubljenje malo, ponekad će pregorjeti, čime će se baterija vratiti u normalu. Stoga vjerojatnost eksplozije uzrokovane mikro kratkim spojem čička nije velika. Takva se izjava može vidjeti iz činjenice da u svakoj tvornici ćelija često ima loših baterija s niskim naponom nedugo nakon punjenja, ali ima nekoliko eksplozija, što je statistički potkrijepljeno. Stoga je eksplozija uzrokovana unutarnjim kratkim spojem uglavnom uzrokovana prekomjernim punjenjem. Jer, nakon prekomjernog punjenja, igličasti metalni kristali litija su posvuda na polu, točke probijanja su posvuda, a posvuda se javljaju mikro kratki spojevi. Stoga će temperatura baterije postupno rasti, a na kraju će visoka temperatura uzrokovati plin elektrolit. U tom slučaju, bilo da materijal gori i eksplodira zbog visoke temperature, ili je ljuska prvo slomljena, uzrokujući ulazak zraka i izazivanje žestoke oksidacije s metalnim litijem, eksplozija završava.

Međutim, eksplozija uzrokovana unutarnjim kratkim spojem uzrokovanim prekomjernim punjenjem ne mora se nužno dogoditi u trenutku punjenja. Moguće je da kada temperatura baterije nije dovoljno visoka da materijal izgori i generirani plin nije dovoljan da razbije omotač baterije, potrošač će prestati puniti i uzeti mobilni telefon s vrata. U to vrijeme toplina koju stvaraju brojni mikro kratki spojevi polako povećava temperaturu baterije. Nakon određenog vremena dolazi do eksplozije. Uobičajeni opis potrošača je da kada uzmu mobitel u ruke bude jako vruć, a kada ga bace eksplodira.

Na temelju gore navedenih vrsta eksplozije, možemo se usredotočiti na sprječavanje prekomjernog punjenja, sprječavanje vanjskog kratkog spoja i poboljšanje sigurnosti ćelije. Među njima, sprječavanje prekomjernog punjenja i sprječavanje vanjskog kratkog spoja pripadaju elektroničkoj zaštiti, koja ima odličan odnos s dizajnom baterijskog sustava i sklopom baterije. Ključ za poboljšanje sigurnosti baterijskih ćelija je kemijska i mehanička zaštita, koja je usko povezana s proizvođačem baterijskih ćelija.