Технология за риск и безопасност на литиево-йонна батерия (1)

1. Риск от литиево-йонна батерия

Литиево-йонната батерия е потенциално опасен химически източник на енергия поради своите химически характеристики и състав на системата.

 

(1)Висока химическа активност

Литият е основният елемент от I група във втория период на периодичната система с изключително активни химични свойства.

 

(2) Висока енергийна плътност

Литиево-йонните батерии имат много висока специфична енергия (≥ 140 Wh/kg), която е няколко пъти по-висока от никел-кадмиевите, никел-водородни и други вторични батерии.Ако възникне термична реакция, ще се отдели висока топлина, което лесно ще доведе до небезопасно поведение.

 

(3) Приемете органична електролитна система

Органичният разтворител на органичната електролитна система е въглеводород, с ниско напрежение на разлагане, лесно окисляване и запалим разтворител;В случай на изтичане, батерията ще се запали, дори ще изгори и ще експлодира.

 

(4) Висока вероятност от странични ефекти

В нормалния процес на използване на литиево-йонна батерия, химическата положителна реакция на взаимно преобразуване между електрическа енергия и химическа енергия се извършва в нейната вътрешност.Въпреки това, при определени условия, като презареждане, прекомерно разреждане или работа с претоварване, е лесно да предизвикате странични химически реакции вътре в батерията;Когато страничната реакция се влоши, това ще повлияе сериозно на производителността и експлоатационния живот на батерията и може да произведе голямо количество газ, което ще причини експлозия и пожар, след като налягането вътре в батерията се увеличи бързо, което води до проблеми с безопасността.

 

(5)Структурата на електродния материал е нестабилна

Реакцията на презареждане на литиево-йонната батерия ще промени структурата на катодния материал и ще накара материала да има силен окислителен ефект, така че разтворителят в електролита ще има силно окисление;И този ефект е необратим.Ако топлината, причинена от реакцията, се натрупа, ще има риск от причиняване на топлинно бягство.

 

2. Анализ на проблемите с безопасността на продуктите с литиево-йонна батерия

След 30 години промишлено развитие продуктите на литиево-йонните батерии постигнаха голям напредък в технологиите за безопасност, ефективно контролират появата на странични реакции в батерията и гарантират безопасността на батерията.Въпреки това, тъй като литиево-йонните батерии се използват все по-широко и тяхната енергийна плътност е по-висока и по-висока, през последните години все още има много инциденти като наранявания от експлозия или изтегляне на продукти поради потенциални опасности за безопасността.Ние заключаваме, че основните причини за проблемите с безопасността на продуктите с литиево-йонни батерии са следните:

 

(1) Проблем с основния материал

Материалите, използвани за електрическото ядро, включват положителни активни материали, отрицателни активни материали, диафрагми, електролити и черупки и т.н. Изборът на материали и съвпадението на съставната система определят ефективността на безопасността на електрическото ядро.При избора на положителни и отрицателни активни материали и диафрагмени материали, производителят не е извършил определена оценка на характеристиките и съответствието на суровините, което води до вроден дефицит в безопасността на клетката.

 

(2) Проблеми с производствения процес

Суровините на клетката не са стриктно тествани и производствената среда е лоша, което води до примеси в производството, което е не само вредно за капацитета на батерията, но също така оказва голямо влияние върху безопасността на батерията;Освен това, ако в електролита се смеси твърде много вода, могат да възникнат странични реакции и да се увеличи вътрешното налягане на батерията, което ще повлияе на безопасността;Поради ограничението на нивото на производствения процес, по време на производството на електрическото ядро, продуктът не може да постигне добра консистенция, като например лоша плоскост на матрицата на електрода, падане на активния електроден материал, смесване на други примеси в активният материал, несигурното заваряване на ухото на електрода, нестабилната температура на заваряване, неравностите по ръба на частта на електрода и липсата на използване на изолационна лента в ключови части, което може да повлияе неблагоприятно на безопасността на електрическото ядро .

 

(3)Проектният дефект на електрическото ядро ​​намалява ефективността на безопасността

По отношение на структурния дизайн, много ключови точки, които оказват влияние върху безопасността, не са обърнати внимание от производителя.Например, няма изолационна лента на ключовите части, няма запас или е оставен недостатъчен запас в дизайна на диафрагмата, дизайнът на съотношението на капацитета на положителните и отрицателните електроди е неразумно, дизайнът на съотношението на площта на положителния и отрицателния актив вещества е неразумно и конструкцията на дължината на ушите е неразумна, което може да крие скрити опасности за безопасността на батерията.В допълнение, в производствения процес на клетката, някои производители на клетки се опитват да спестят и компресират суровини, за да спестят разходи и да подобрят производителността, като например намаляване на площта на диафрагмата, намаляване на медно фолио, алуминиево фолио и неизползване на предпазен клапан или изолационна лента, което ще намали безопасността на батерията.

 

(4)Твърде висока енергийна плътност

В момента пазарът е в търсене на батерийни продукти с по-висок капацитет.За да повишат конкурентоспособността на продуктите, производителите продължават да подобряват специфичната обемна енергия на литиево-йонните батерии, което значително увеличава риска от батерии.


Време на публикуване: 06 ноември 2022 г