Teknologi risiko dan keselamatan bateri ion litium (1)

1. Risiko bateri lithium ion

Bateri ion litium ialah sumber kuasa kimia yang berpotensi berbahaya kerana ciri kimia dan komposisi sistemnya.

 

(1)Aktiviti kimia yang tinggi

Litium ialah unsur kumpulan I utama dalam tempoh kedua jadual berkala, dengan sifat kimia yang sangat aktif.

 

(2) Ketumpatan tenaga tinggi

Bateri litium ion mempunyai tenaga tentu yang sangat tinggi (≥ 140 Wh/kg), iaitu beberapa kali ganda daripada nikel kadmium, nikel hidrogen dan bateri sekunder lain.Jika tindak balas pelarian haba berlaku, haba yang tinggi akan dibebaskan, yang dengan mudah akan membawa kepada tingkah laku yang tidak selamat.

 

(3) Mengamalkan sistem elektrolit organik

Pelarut organik sistem elektrolit organik ialah hidrokarbon, dengan voltan penguraian yang rendah, pengoksidaan mudah dan pelarut mudah terbakar;Sekiranya berlaku kebocoran, bateri akan terbakar, malah terbakar dan meletup.

 

(4) Kebarangkalian kesan sampingan yang tinggi

Dalam proses penggunaan biasa bateri ion litium, tindak balas kimia positif penukaran bersama antara tenaga elektrik dan tenaga kimia berlaku di dalamannya.Walau bagaimanapun, dalam keadaan tertentu, seperti pengecasan berlebihan, lebihan nyahcas atau lebihan operasi semasa, ia adalah mudah untuk menyebabkan tindak balas sampingan kimia di dalam bateri;Apabila tindak balas sampingan bertambah teruk, ia akan menjejaskan prestasi dan hayat perkhidmatan bateri dengan serius, dan mungkin menghasilkan sejumlah besar gas, yang akan menyebabkan letupan dan kebakaran selepas tekanan di dalam bateri meningkat dengan cepat, yang membawa kepada masalah keselamatan.

 

(5)Struktur bahan elektrod tidak stabil

Tindak balas cas berlebihan bateri ion litium akan mengubah struktur bahan katod dan menjadikan bahan mempunyai kesan pengoksidaan yang kuat, supaya pelarut dalam elektrolit akan mempunyai pengoksidaan yang kuat;Dan kesan ini tidak dapat dipulihkan.Jika haba yang disebabkan oleh tindak balas terkumpul, akan ada risiko menyebabkan pelarian haba.

 

2. Analisis masalah keselamatan produk bateri lithium ion

Selepas 30 tahun pembangunan perindustrian, produk bateri lithium-ion telah mencapai kemajuan besar dalam teknologi keselamatan, mengawal kejadian tindak balas sampingan dengan berkesan dalam bateri, dan memastikan keselamatan bateri.Walau bagaimanapun, memandangkan bateri litium ion digunakan semakin meluas dan ketumpatan tenaganya semakin tinggi dan lebih tinggi, masih terdapat banyak insiden seperti kecederaan letupan atau penarikan semula produk disebabkan potensi bahaya keselamatan dalam beberapa tahun kebelakangan ini.Kami membuat kesimpulan bahawa sebab utama masalah keselamatan produk bateri lithium-ion adalah seperti berikut:

 

(1) Masalah bahan teras

Bahan yang digunakan untuk teras elektrik termasuk bahan aktif positif, bahan aktif negatif, diafragma, elektrolit dan cengkerang, dsb. Pemilihan bahan dan pemadanan sistem komposisi menentukan prestasi keselamatan teras elektrik.Apabila memilih bahan aktif dan bahan diafragma positif dan negatif, pengilang tidak menjalankan penilaian tertentu terhadap ciri dan pemadanan bahan mentah, mengakibatkan kekurangan kongenital dalam keselamatan sel.

 

(2) Masalah proses pengeluaran

Bahan mentah sel tidak diuji dengan ketat, dan persekitaran pengeluaran adalah buruk, membawa kepada kekotoran dalam pengeluaran, yang bukan sahaja berbahaya kepada kapasiti bateri, tetapi juga mempunyai kesan yang besar terhadap keselamatan bateri;Di samping itu, jika terlalu banyak air dicampur dalam elektrolit, tindak balas sampingan mungkin berlaku dan meningkatkan tekanan dalaman bateri, yang akan menjejaskan keselamatan;Disebabkan oleh had tahap proses pengeluaran, semasa pengeluaran teras elektrik, produk tidak dapat mencapai konsistensi yang baik, seperti kerataan matriks elektrod yang lemah, kejatuhan bahan elektrod aktif, pencampuran kekotoran lain dalam bahan aktif, kimpalan yang tidak selamat pada lug elektrod, suhu kimpalan yang tidak stabil, burr pada tepi kepingan elektrod, dan ketiadaan penggunaan pita penebat di bahagian utama, yang boleh menjejaskan keselamatan teras elektrik. .

 

(3)Kecacatan reka bentuk teras elektrik mengurangkan prestasi keselamatan

Dari segi reka bentuk struktur, banyak perkara utama yang memberi kesan kepada keselamatan tidak diberi perhatian oleh pengeluar.Sebagai contoh, tiada pita penebat pada bahagian utama, tiada margin atau margin yang tidak mencukupi ditinggalkan dalam reka bentuk diafragma, reka bentuk nisbah kapasiti elektrod positif dan negatif adalah tidak munasabah, reka bentuk nisbah kawasan aktif positif dan negatif bahan adalah tidak munasabah, dan reka bentuk panjang lug adalah tidak munasabah, yang mungkin meletakkan bahaya tersembunyi kepada keselamatan bateri.Di samping itu, dalam proses pengeluaran sel, sesetengah pengeluar sel cuba menyimpan dan memampatkan bahan mentah untuk menjimatkan kos dan meningkatkan prestasi, seperti mengurangkan keluasan diafragma, mengurangkan kerajang kuprum, kerajang aluminium, dan tidak menggunakan injap pelega tekanan atau pita penebat, yang akan mengurangkan keselamatan bateri.

 

(4)Ketumpatan tenaga yang terlalu tinggi

Pada masa ini, pasaran sedang mengejar produk bateri dengan kapasiti yang lebih tinggi.Untuk meningkatkan daya saing produk, pengeluar terus meningkatkan tenaga khusus isipadu bateri ion litium, yang meningkatkan risiko bateri.


Masa siaran: Nov-06-2022