Seguretat de la bateria de liti

Per evitar la sobrecàrrega o la sobrecàrrega de la bateria a causa d'un ús inadequat, s'instal·la un mecanisme de protecció triple a l'interior de la bateria de ions de liti. Un és l'ús d'elements de commutació. Quan la temperatura a l'interior de la bateria augmenta, la seva resistència augmenta, i quan la temperatura és massa alta, la font d'alimentació s'aturarà automàticament; El segon és seleccionar un material separador adequat. Quan la temperatura augmenta fins a un cert valor, els microporus de mida micres del separador es dissolen automàticament, evitant que els ions de liti passin i aturant la reacció interna de la bateria; El tercer és establir una vàlvula de seguretat (el forat de ventilació a la part superior de la bateria). Quan la pressió interna de la bateria augmenta a un determinat valor, la vàlvula de seguretat s'obre automàticament per garantir la seguretat de la bateria.
De vegades, tot i que la pròpia bateria té mesures de control de seguretat, per certs motius, el control falla, hi ha una manca de vàlvules de seguretat o el gas no es pot alliberar a temps a través de les vàlvules de seguretat i la pressió interna de la bateria pot augmentar. bruscament, provocant una explosió.
En general, l'energia total emmagatzemada per les bateries d'ions de liti és inversament proporcional a la seva seguretat. A mesura que augmenta la capacitat de la bateria, la mida de la bateria també augmenta i el seu rendiment de dissipació de calor es deteriora, donant lloc a un augment significatiu de la probabilitat d'accidents. Per a les bateries d'ions de liti per a telèfons mòbils, el requisit bàsic és que la probabilitat d'accidents de seguretat sigui inferior a un entre un milió, que també és l'estàndard mínim acceptable per al públic. Per a les bateries d'ions de liti de gran capacitat, especialment les que s'utilitzen en automòbils, és especialment important adoptar un refredament forçat.
L'elecció d'un material d'elèctrode i manganat de liti més segur garanteix un estat completament carregat en termes d'estructura molecular. Els ions de liti de l'elèctrode positiu s'han incrustat completament als porus de carboni de l'elèctrode negatiu, evitant fonamentalment la generació de dendrites. Al mateix temps, l'estructura estable del manganat de liti fa que el seu rendiment d'oxidació sigui molt inferior al de l'òxid de cobalt de liti i la temperatura de descomposició superi els 100 graus d'òxid de cobalt de liti. Fins i tot si es produeixen curtcircuits interns (acupuntura), curtcircuits externs i sobrecàrrega a causa de forces externes, es pot evitar completament el perill de combustió i explosió causada per la precipitació de liti metàl·lic.
A més, l'ús de materials de manganat de liti també pot reduir significativament els costos.
Per millorar el rendiment de les tecnologies de control de seguretat existents, el primer pas és millorar el rendiment de seguretat de les cèl·lules de bateries d'ions de liti, que és especialment important per a bateries de gran capacitat. Seleccioneu una membrana amb un bon rendiment d'apagada tèrmica. La funció de la membrana és aïllar els elèctrodes positius i negatius de la bateria alhora que permet el pas dels ions de liti. Quan la temperatura augmenta, es tanca abans que la membrana es fongui, augmentant així la resistència interna a 2000 ohms i aturant la reacció interna.
Quan la pressió o temperatura interna assoleix un estàndard preestablert, la vàlvula a prova d'explosió s'obrirà i començarà a alleujar la pressió per evitar l'acumulació excessiva de gas intern, provocant una deformació i, en última instància, provocant que la closca esclati.
Millorar la sensibilitat del control, seleccionar paràmetres de control més sensibles i adoptar un control conjunt amb múltiples paràmetres (especialment important per a bateries de gran capacitat). Per als paquets de bateries d'ions de liti de gran capacitat, es componen de múltiples cèl·lules de bateria en sèrie/paral·lel. Per exemple, si la tensió d'un ordinador portàtil és superior a 10 V i la capacitat és gran, generalment és possible utilitzar 3-4 bateries individuals en sèrie per complir els requisits de tensió i, a continuació, connectar la bateria 2-3 paquets en sèrie per garantir una capacitat més gran.
El paquet de bateries de gran capacitat ha d'estar equipat amb funcions de protecció relativament completes, i també s'han de tenir en compte dos tipus de mòduls de placa de circuit: el mòdul PCB de la placa de protecció i el mòdul de la placa de calibre intel·ligent de la bateria. El disseny complet de protecció de la bateria inclou: IC de protecció de nivell 1 (per evitar sobrecàrregues, descàrregues excessives i curtcircuits de la bateria), IC de protecció de nivell 2 (per evitar la segona sobretensió), fusibles, indicadors LED, regulació de temperatura i altres components .
Sota el mecanisme de protecció multinivell, fins i tot en cas d'anormalitat en el carregador d'alimentació o l'ordinador portàtil, la bateria del portàtil només es pot canviar a l'estat de protecció automàtica. Si la situació no és greu, sovint pot funcionar amb normalitat després de tornar a connectar i desconnectar sense explosió.
La tecnologia subjacent que s'utilitza a les bateries d'ions de liti per a ordinadors portàtils i telèfons mòbils és insegura i cal considerar una estructura més segura.
En resum, amb el progrés de la tecnologia dels materials i l'aprofundiment de la comprensió dels requisits per al disseny, la fabricació, les proves i l'ús de bateries d'ions de liti, les futures bateries d'ions de liti seran més segures.