Technologia ryzyka i bezpieczeństwa baterii litowo-jonowej (1)

1. Ryzyko związane z akumulatorem litowo-jonowym

Akumulator litowo-jonowy jest potencjalnie niebezpiecznym chemicznym źródłem energii ze względu na swoje właściwości chemiczne i skład systemu.

 

(1) Wysoka aktywność chemiczna

Lit jest głównym pierwiastkiem grupy I w drugim okresie układu okresowego pierwiastków, o niezwykle aktywnych właściwościach chemicznych.

 

(2) Wysoka gęstość energii

Akumulatory litowo-jonowe mają bardzo wysoką energię właściwą (≥ 140 Wh/kg), kilkakrotnie wyższą niż akumulatory niklowo-kadmowe, niklowo-wodorowe i inne akumulatory wtórne.Jeśli wystąpi niekontrolowana reakcja termiczna, zostanie uwolnione duże ciepło, co łatwo doprowadzi do niebezpiecznych zachowań.

 

(3) Zastosuj system elektrolitów organicznych

Organicznym rozpuszczalnikiem organicznego układu elektrolitów jest węglowodór o niskim napięciu rozkładu, łatwym utlenianiu i łatwopalnym rozpuszczalniku;W przypadku wycieku bateria zapali się, a nawet spali i eksploduje.

 

(4) Wysokie prawdopodobieństwo wystąpienia działań niepożądanych

W normalnym procesie użytkowania akumulatora litowo-jonowego w jego wnętrzu zachodzi pozytywna reakcja chemiczna wzajemnej konwersji energii elektrycznej na energię chemiczną.Jednak w pewnych warunkach, takich jak przeładowanie, nadmierne rozładowanie lub nadmierne natężenie prądu, łatwo jest wywołać chemiczne reakcje uboczne wewnątrz akumulatora;Gdy reakcja uboczna nasili się, poważnie wpłynie to na wydajność i żywotność akumulatora i może wytworzyć dużą ilość gazu, co spowoduje eksplozję i pożar po gwałtownym wzroście ciśnienia wewnątrz akumulatora, prowadząc do problemów z bezpieczeństwem.

 

(5) Struktura materiału elektrody jest niestabilna

Reakcja przeładowania akumulatora litowo-jonowego zmieni strukturę materiału katody i sprawi, że materiał będzie miał silny efekt utleniania, tak że rozpuszczalnik w elektrolicie będzie miał silne utlenianie;I ten efekt jest nieodwracalny.Jeżeli ciepło wywołane reakcją kumuluje się, istnieje ryzyko niekontrolowanego wzrostu temperatury.

 

2. Analiza problemów bezpieczeństwa produktów z akumulatorami litowo-jonowymi

Po 30 latach rozwoju przemysłowego produkty akumulatorów litowo-jonowych poczyniły ogromne postępy w technologii bezpieczeństwa, skutecznie kontrolowały występowanie reakcji ubocznych w akumulatorze i zapewniały bezpieczeństwo akumulatora.Ponieważ jednak akumulatory litowo-jonowe są coraz powszechniej stosowane, a ich gęstość energii jest coraz większa, w ostatnich latach wciąż dochodzi do wielu incydentów, takich jak urazy spowodowane wybuchem lub wycofanie produktu ze względu na potencjalne zagrożenia bezpieczeństwa.Doszliśmy do wniosku, że główne przyczyny problemów z bezpieczeństwem produktów z akumulatorami litowo-jonowymi są następujące:

 

(1) Podstawowy problem materiałowy

Materiały użyte do wykonania rdzenia elektrycznego obejmują dodatnie materiały aktywne, ujemne materiały aktywne, membrany, elektrolity i powłoki itp. Dobór materiałów i dopasowanie systemu składu określa poziom bezpieczeństwa rdzenia elektrycznego.Przy doborze dodatnich i ujemnych materiałów aktywnych oraz materiałów diafragmy producent nie przeprowadził pewnej oceny właściwości i dopasowania surowców, co spowodowało wrodzony brak bezpieczeństwa ogniwa.

 

(2) Problemy z procesem produkcyjnym

Surowce ogniwa nie są ściśle testowane, a środowisko produkcyjne jest złe, co prowadzi do zanieczyszczeń w produkcji, co nie tylko jest szkodliwe dla pojemności akumulatora, ale także ma duży wpływ na bezpieczeństwo akumulatora;Ponadto, jeśli w elektrolicie zostanie zmieszana zbyt duża ilość wody, mogą wystąpić reakcje uboczne i wzrost ciśnienia wewnętrznego akumulatora, co wpłynie na bezpieczeństwo;Ze względu na ograniczenie poziomu procesu produkcyjnego, podczas wytwarzania rdzenia elektrycznego produkt nie może osiągnąć dobrej konsystencji, np. słaba płaskość osnowy elektrody, odpadanie aktywnego materiału elektrody, mieszanie się innych zanieczyszczeń materiał aktywny, niepewne spawanie ucha elektrody, niestabilna temperatura spawania, zadziory na krawędzi elementu elektrody oraz brak użycia taśmy izolacyjnej w kluczowych częściach, co może niekorzystnie wpłynąć na bezpieczeństwo rdzenia elektrycznego .

 

(3) Wada konstrukcyjna rdzenia elektrycznego zmniejsza poziom bezpieczeństwa

Jeśli chodzi o konstrukcję konstrukcyjną, producent nie zwrócił uwagi na wiele kluczowych punktów, które mają wpływ na bezpieczeństwo.Na przykład w kluczowych częściach nie ma taśmy izolacyjnej, w konstrukcji membrany nie ma marginesu lub jest niewystarczający margines, projekt stosunku pojemności elektrod dodatnich i ujemnych jest nierozsądny, projekt stosunku powierzchni elektrod aktywnych dodatnich i ujemnych substancji jest nieuzasadnione, a konstrukcja długości ucha jest nierozsądna, co może stwarzać ukryte zagrożenia dla bezpieczeństwa akumulatora.Ponadto w procesie produkcji ogniwa niektórzy producenci ogniw starają się oszczędzać i kompresować surowce w celu obniżenia kosztów i poprawy wydajności, np. zawór bezpieczeństwa lub taśmę izolacyjną, co zmniejszy bezpieczeństwo akumulatora.

 

(4)Zbyt duża gęstość energii

Obecnie rynek poszukuje produktów akumulatorowych o większej pojemności.Aby zwiększyć konkurencyjność produktów, producenci stale poprawiają energię objętościową akumulatorów litowo-jonowych, co znacznie zwiększa ryzyko związane z akumulatorami.


Czas postu: 06-lis-2022