Panganib at teknolohiya sa kaligtasan ng baterya ng lithium ion (1)

1. Panganib ng baterya ng lithium ion

Ang Lithium ion na baterya ay isang potensyal na mapanganib na mapagkukunan ng kemikal na kapangyarihan dahil sa mga kemikal na katangian at komposisyon ng system nito.

 

(1)Mataas na aktibidad ng kemikal

Ang Lithium ay ang pangunahing elemento ng pangkat I sa ikalawang yugto ng periodic table, na may lubos na aktibong mga katangian ng kemikal.

 

(2) Mataas na density ng enerhiya

Ang mga baterya ng Lithium ion ay may napakataas na tiyak na enerhiya (≥ 140 Wh/kg), na ilang beses kaysa sa nickel cadmium, nickel hydrogen at iba pang pangalawang baterya.Kung magaganap ang thermal runaway reaction, ilalabas ang mataas na init, na madaling hahantong sa hindi ligtas na pag-uugali.

 

(3) Magpatibay ng organic electrolyte system

Ang organic solvent ng organic electrolyte system ay hydrocarbon, na may mababang boltahe ng decomposition, madaling oksihenasyon at nasusunog na solvent;Sa kaso ng pagtagas, ang baterya ay magliyab, masunog at sasabog pa.

 

(4) Mataas na posibilidad ng mga side effect

Sa normal na proseso ng paggamit ng lithium ion na baterya, ang kemikal na positibong reaksyon ng magkaparehong conversion sa pagitan ng elektrikal na enerhiya at kemikal na enerhiya ay nagaganap sa loob nito.Gayunpaman, sa ilalim ng ilang partikular na kundisyon, tulad ng sobrang pagsingil, sobrang pagdiskarga o labis na kasalukuyang operasyon, madaling magdulot ng mga side reaction ng kemikal sa loob ng baterya;Kapag lumala ang side reaction, seryosong makakaapekto ito sa pagganap at buhay ng baterya, at maaaring makagawa ng malaking halaga ng gas, na magsasanhi ng pagsabog at sunog pagkatapos ng mabilis na pagtaas ng presyon sa loob ng baterya, na humahantong sa mga problema sa kaligtasan.

 

(5)Ang istraktura ng materyal na elektrod ay hindi matatag

Ang labis na singil na reaksyon ng baterya ng lithium ion ay magbabago sa istraktura ng materyal na katod at gagawin ang materyal na magkaroon ng isang malakas na epekto ng oksihenasyon, upang ang solvent sa electrolyte ay magkakaroon ng isang malakas na oksihenasyon;At ang epektong ito ay hindi maibabalik.Kung ang init na dulot ng reaksyon ay naipon, magkakaroon ng panganib na magdulot ng thermal runaway.

 

2. Pagsusuri ng mga problema sa kaligtasan ng mga produktong baterya ng lithium ion

Pagkatapos ng 30 taon ng industriyal na pag-unlad, ang mga produktong baterya ng lithium-ion ay gumawa ng malaking pag-unlad sa teknolohiyang pangkaligtasan, epektibong nakontrol ang paglitaw ng mga side reaction sa baterya, at siniguro ang kaligtasan ng baterya.Gayunpaman, habang ang mga baterya ng lithium ion ay ginagamit nang higit at mas malawak at ang kanilang density ng enerhiya ay mas mataas at mas mataas, mayroon pa ring maraming mga insidente tulad ng mga pinsala sa pagsabog o pag-recall ng produkto dahil sa mga potensyal na panganib sa kaligtasan sa mga nakaraang taon.Napagpasyahan namin na ang mga pangunahing dahilan para sa mga problema sa kaligtasan ng mga produktong baterya ng lithium-ion ay ang mga sumusunod:

 

(1) Pangunahing problema sa materyal

Ang mga materyales na ginamit para sa electric core ay kinabibilangan ng mga positibong aktibong materyales, negatibong aktibong materyales, diaphragms, electrolytes at shell, atbp. Ang pagpili ng mga materyales at ang pagtutugma ng sistema ng komposisyon ay tumutukoy sa kaligtasan ng pagganap ng electric core.Kapag pumipili ng positibo at negatibong mga aktibong materyales at diaphragm na materyales, ang tagagawa ay hindi nagsagawa ng isang tiyak na pagtatasa sa mga katangian at pagtutugma ng mga hilaw na materyales, na nagreresulta sa isang congenital na kakulangan sa kaligtasan ng cell.

 

(2) Mga problema sa proseso ng produksyon

Ang mga hilaw na materyales ng cell ay hindi mahigpit na nasubok, at ang kapaligiran ng produksyon ay mahirap, na humahantong sa mga impurities sa produksyon, na hindi lamang nakakapinsala sa kapasidad ng baterya, ngunit mayroon ding malaking epekto sa kaligtasan ng baterya;Bilang karagdagan, kung masyadong maraming tubig ang ihalo sa electrolyte, maaaring mangyari ang mga side reaction at mapataas ang panloob na presyon ng baterya, na makakaapekto sa kaligtasan;Dahil sa limitasyon ng antas ng proseso ng produksyon, sa panahon ng paggawa ng electric core, ang produkto ay hindi makakamit ang magandang pagkakapare-pareho, tulad ng mahinang flatness ng electrode matrix, ang pagbagsak ng aktibong electrode material, ang paghahalo ng iba pang mga impurities sa ang aktibong materyal, ang hindi secure na welding ng electrode lug, ang hindi matatag na temperatura ng welding, ang mga burr sa gilid ng piraso ng electrode, at ang kawalan ng paggamit ng insulating tape sa mga pangunahing bahagi, na maaaring makaapekto sa kaligtasan ng electric core .

 

(3)Nababawasan ng depekto sa disenyo ng electric core ang pagganap sa kaligtasan

Sa mga tuntunin ng disenyo ng istruktura, maraming mga pangunahing punto na may epekto sa kaligtasan ay hindi binibigyang pansin ng tagagawa.Halimbawa, walang insulating tape sa mga pangunahing bahagi, walang margin o hindi sapat na margin ang natitira sa disenyo ng diaphragm, ang disenyo ng ratio ng kapasidad ng positibo at negatibong mga electrodes ay hindi makatwiran, ang disenyo ng ratio ng lugar ng positibo at negatibong aktibo ang mga sangkap ay hindi makatwiran, at ang disenyo ng haba ng lug ay hindi makatwiran, na maaaring maglagay ng mga nakatagong panganib sa kaligtasan ng baterya.Bilang karagdagan, sa proseso ng produksyon ng cell, sinusubukan ng ilang mga tagagawa ng cell na i-save at i-compress ang mga hilaw na materyales upang makatipid ng mga gastos at mapabuti ang pagganap, tulad ng pagbawas sa lugar ng diaphragm, pagbabawas ng copper foil, aluminum foil, at hindi paggamit ng pressure relief valve o insulating tape, na magbabawas sa kaligtasan ng baterya.

 

(4)Masyadong mataas na density ng enerhiya

Sa kasalukuyan, hinahabol ng merkado ang mga produktong baterya na may mas mataas na kapasidad.Upang mapataas ang pagiging mapagkumpitensya ng mga produkto, patuloy na pinapabuti ng mga tagagawa ang tiyak na dami ng enerhiya ng mga baterya ng lithium ion, na lubhang nagpapataas ng panganib ng mga baterya.


Oras ng post: Nob-06-2022