Riziková a bezpečnostní technologie lithium-iontové baterie (1)

1. Riziko lithium-iontové baterie

Lithium-iontová baterie je potenciálně nebezpečný chemický zdroj energie kvůli svým chemickým vlastnostem a složení systému.

 

(1) Vysoká chemická aktivita

Lithium je hlavní prvek skupiny I ve druhé periodě periodické tabulky s extrémně aktivními chemickými vlastnostmi.

 

(2) Vysoká hustota energie

Lithium-iontové baterie mají velmi vysokou specifickou energii (≥ 140 Wh/kg), která je několikanásobně vyšší než nikl-kadmiové, nikl-vodíkové a další sekundární baterie.Pokud dojde k tepelnému úniku, uvolní se vysoké teplo, což snadno povede k nebezpečnému chování.

 

(3) Přijměte systém organického elektrolytu

Organické rozpouštědlo organického elektrolytického systému je uhlovodík s nízkým rozkladným napětím, snadnou oxidací a hořlavým rozpouštědlem;V případě úniku se baterie vznítí, dokonce shoří a exploduje.

 

(4) Vysoká pravděpodobnost vedlejších účinků

Při běžném procesu používání lithium-iontové baterie dochází v jejím nitru k chemické pozitivní reakci vzájemné přeměny mezi elektrickou energií a chemickou energií.Za určitých podmínek, jako je přebíjení, nadměrné vybíjení nebo nadproudový provoz, je však snadné způsobit chemické vedlejší reakce uvnitř baterie;Když se boční reakce zhorší, vážně to ovlivní výkon a životnost baterie a může produkovat velké množství plynu, což způsobí výbuch a požár poté, co se tlak uvnitř baterie rychle zvýší, což vede k bezpečnostním problémům.

 

(5) Struktura materiálu elektrody je nestabilní

Přebíjecí reakce lithium-iontové baterie změní strukturu katodového materiálu a způsobí, že materiál bude mít silný oxidační účinek, takže rozpouštědlo v elektrolytu bude mít silnou oxidaci;A tento efekt je nevratný.Pokud se teplo způsobené reakcí akumuluje, existuje riziko tepelného úniku.

 

2. Analýza bezpečnostních problémů produktů lithium-iontových baterií

Po 30 letech průmyslového vývoje dosáhly produkty lithium-iontových baterií velký pokrok v bezpečnostní technologii, účinně kontrolovaly výskyt vedlejších reakcí v baterii a zajišťovaly bezpečnost baterie.Vzhledem k tomu, že se však lithium-iontové baterie stále více používají a jejich energetická hustota je stále vyšší, stále dochází v posledních letech k mnoha incidentům, jako jsou zranění způsobená výbuchem nebo stažení výrobků z důvodu potenciálních bezpečnostních rizik.Došli jsme k závěru, že hlavní důvody bezpečnostních problémů produktů lithium-iontových baterií jsou následující:

 

(1) Problém základního materiálu

Materiály použité pro elektrické jádro zahrnují kladné aktivní materiály, záporné aktivní materiály, membrány, elektrolyty a pláště atd. Výběr materiálů a přizpůsobení systému složení určuje bezpečnostní výkon elektrického jádra.Při výběru pozitivních a negativních aktivních materiálů a materiálů diafragmy výrobce neprovedl určité posouzení vlastností a shody surovin, což vedlo k vrozenému nedostatku bezpečnosti článku.

 

(2) Problémy výrobního procesu

Suroviny článku nejsou přísně testovány a výrobní prostředí je špatné, což vede k nečistotám při výrobě, což je škodlivé nejen pro kapacitu baterie, ale má také velký dopad na bezpečnost baterie;Pokud se navíc v elektrolytu přimíchá příliš mnoho vody, může dojít k vedlejším reakcím a zvýšení vnitřního tlaku baterie, což ovlivní bezpečnost;Vzhledem k omezení úrovně výrobního procesu při výrobě elektrického jádra nemůže produkt dosáhnout dobré konzistence, jako je špatná rovinnost matrice elektrody, odpadávání materiálu aktivní elektrody, přimíchávání jiných nečistot do aktivní materiál, nespolehlivé svaření očka elektrody, nestabilní teplota svařování, otřepy na okraji elektrodového kusu a absence izolační pásky v klíčových částech, což může nepříznivě ovlivnit bezpečnost elektrického jádra .

 

(3)Konstrukční vada elektrického jádra snižuje bezpečnostní výkon

Z hlediska konstrukčního řešení nebyla výrobcem věnována pozornost mnoha klíčovým bodům, které mají vliv na bezpečnost.Například chybí izolační páska na klíčových částech, v konstrukci membrány není ponechána žádná nebo nedostatečná rezerva, návrh kapacitního poměru kladných a záporných elektrod je nerozumný, návrh poměru ploch kladných a záporných aktivních elektrod látky jsou nepřiměřené a konstrukce délky oka je nepřiměřená, což může představovat skrytá nebezpečí pro bezpečnost baterie.Kromě toho se někteří výrobci článků ve výrobním procesu článku snaží šetřit a stlačovat suroviny, aby ušetřili náklady a zlepšili výkon, jako je zmenšení plochy membrány, zmenšení měděné fólie, hliníkové fólie a nepoužívání přetlakový ventil nebo izolační pásku, která sníží bezpečnost baterie.

 

(4) Příliš vysoká hustota energie

V současné době trh hledá bateriové produkty s vyšší kapacitou.Aby se zvýšila konkurenceschopnost produktů, výrobci pokračují ve zdokonalování objemově specifické energie lithium-iontových baterií, což značně zvyšuje riziko baterií.


Čas odeslání: List-06-2022