Αιτίες έκρηξης μπαταρίας λιθίου
Καθώς το εύρος εφαρμογής των μπαταριών λιθίου γίνεται όλο και ευρύτερο, κατά καιρούς συμβαίνουν εκρήξεις μπαταριών λιθίου. Για να διασφαλιστεί η ασφάλεια του συστήματος μπαταρίας, οι λόγοι για την έκρηξη της μπαταρίας πρέπει να αναλυθούν πιο προσεκτικά. Οι λόγοι για την έκρηξη των μπαταριών λιθίου είναι πιθανώς οι εξής:
1. Τα κομμάτια πόλων της εσωτερικής μπαταρίας λιθίου είναι πολύ πολωμένα, προκαλώντας ένα εσωτερικό βραχυκύκλωμα της μπαταρίας λιθίου για να προκαλέσει έκρηξη.
2. Το πόλο της μπαταρίας λιθίου απορροφά νερό και αντιδρά με τον ηλεκτρολύτη. Το τύμπανο αερίου προκαλεί εσωτερικό βραχυκύκλωμα της μπαταρίας λιθίου και προκαλεί έκρηξη.
3. Η ποιότητα και η απόδοση του ίδιου του ηλεκτρολύτη προκαλούν έκρηξη στο εσωτερικό βραχυκύκλωμα της μπαταρίας λιθίου.
4. Η ποσότητα του υγρού που εγχέεται δεν μπορεί να ικανοποιήσει τις τεχνολογικές απαιτήσεις κατά την έγχυση υγρού.
5. Στη διαδικασία συναρμολόγησης, η συγκόλληση με λέιζερ έχει κακή απόδοση σφράγισης και διαρροή αέρα κατά τη μέτρηση της διαρροής αέρα.
6. Η σκόνη και η σκόνη του κομματιού πόλου είναι πιθανό να προκαλέσουν μικρο βραχυκυκλώματα πρώτα.
7. Οι θετικές και αρνητικές πλάκες είναι παχύτερες από το εύρος της διαδικασίας, καθιστώντας δύσκολη την είσοδο στο κέλυφος.
8. Το πρόβλημα της σφράγισης με έγχυση υγρού, η κακή απόδοση σφράγισης της χαλύβδινης σφαίρας οδηγεί σε διόγκωση αέρα.
9. Το τοίχωμα του κελύφους είναι πολύ παχύ στο εισερχόμενο υλικό κελύφους και η παραμόρφωση του κελύφους επηρεάζει το πάχος.
10. Έκρηξη που προκαλείται από εξωτερικό βραχυκύκλωμα.
11. Η υπερβολική εξωτερική θερμοκρασία περιβάλλοντος είναι επίσης η κύρια αιτία της έκρηξης.
Τύπος έκρηξης μπαταρίας λιθίου
Ανάλυση τύπου έκρηξης Οι τύποι έκρηξης της μπαταρίας μπορούν να συνοψιστούν σε τρεις τύπους: εξωτερικό βραχυκύκλωμα, εσωτερικό βραχυκύκλωμα και υπερφόρτιση. Το εξωτερικό εδώ αναφέρεται στο εξωτερικό της κυψέλης της μπαταρίας, συμπεριλαμβανομένων των βραχυκυκλωμάτων που προκαλούνται από κακή εσωτερική μόνωση του πακέτου μπαταριών. Όταν συμβεί βραχυκύκλωμα στο εξωτερικό της κυψέλης και τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα αποτυγχάνουν να κόψουν το κύκλωμα, θα δημιουργηθεί υψηλή θερμότητα στο εσωτερικό της κυψέλης, η οποία θα προκαλέσει την εξάτμιση μέρους του ηλεκτρολύτη και την επέκταση του κελύφους της μπαταρίας. Όταν η εσωτερική θερμοκρασία της μπαταρίας φτάσει τους 135 βαθμούς Κελσίου, ένα διαφραγματικό χαρτί καλής ποιότητας θα κλείσει τους πόρους, η ηλεκτροχημική αντίδραση θα τερματιστεί ή σχεδόν θα τερματιστεί, το ρεύμα θα πέσει απότομα και η θερμοκρασία θα πέσει αργά, αποφεύγοντας έτσι την έκρηξη. Ωστόσο, ο ρυθμός κλεισίματος πόρων είναι πολύ φτωχός ή οι πόροι δεν είναι καθόλου κλειστοί, η θερμοκρασία της μπαταρίας θα συνεχίσει να αυξάνεται, θα εξατμιστεί περισσότερος ηλεκτρολύτης και τελικά το κέλυφος της μπαταρίας θα σπάσει και η θερμοκρασία της μπαταρίας θα αυξηθεί ακόμη και. Το υλικό καίγεται και εκρήγνυται. Το εσωτερικό βραχυκύκλωμα προκαλείται κυρίως από τα γρέζια του φύλλου χαλκού και του φύλλου αλουμινίου που τρυπούν το διάφραγμα ή οι δενδριτικοί κρύσταλλοι ατόμων λιθίου που διαπερνούν το διάφραγμα.
Αυτά τα μικροσκοπικά μέταλλα που μοιάζουν με βελόνες μπορούν να προκαλέσουν μικρο βραχυκυκλώματα. Δεδομένου ότι η βελόνα είναι πολύ λεπτή και έχει μια ορισμένη τιμή αντίστασης, το ρεύμα δεν είναι απαραίτητα μεγάλο. Τα γρέζια από χαλκό και φύλλο αλουμινίου προκαλούνται από τη διαδικασία παραγωγής. Το παρατηρήσιμο φαινόμενο είναι ότι η μπαταρία διαρρέει πολύ γρήγορα, τα περισσότερα από τα οποία μπορούν να ελεγχθούν από το εργοστάσιο της μπαταρίας ή το εργοστάσιο συναρμολόγησης. Επιπλέον, λόγω των μικρών γρέζων, μερικές φορές καίγονται, με αποτέλεσμα η μπαταρία να επανέλθει στο κανονικό. Επομένως, η πιθανότητα έκρηξης που προκαλείται από μικροβραχυκύκλωμα γρέζιου δεν είναι υψηλή. Αυτή η δήλωση φαίνεται από το γεγονός ότι υπάρχουν συχνά κακές μπαταρίες με χαμηλή τάση λίγο μετά τη φόρτιση σε διάφορα εργοστάσια κυψελών μπαταριών, αλλά υπάρχουν λίγες εκρήξεις, κάτι που υποστηρίζεται από στατιστικά στοιχεία. Επομένως, η έκρηξη που προκαλείται από εσωτερικό βραχυκύκλωμα προκαλείται κυρίως από υπερφόρτιση.
Επειδή, μετά την υπερφόρτιση, υπάρχουν παντού κρύσταλλοι μετάλλου λιθίου που μοιάζουν με βελόνες, τα σημεία διάτρησης είναι παντού και μικρο βραχυκυκλώματα συμβαίνουν παντού. Επομένως, η θερμοκρασία της μπαταρίας θα αυξηθεί σταδιακά και τελικά η υψηλή θερμοκρασία θα προκαλέσει αέριο στον ηλεκτρολύτη. Σε αυτήν την περίπτωση, είτε η θερμοκρασία είναι πολύ υψηλή για να προκαλέσει το υλικό να καεί και να εκραγεί, είτε το κέλυφος σπάσει πρώτα, προκαλώντας τον αέρα να εισέλθει και να οξειδώσει το μέταλλο λιθίου, πρόκειται για έκρηξη. Ωστόσο, η έκρηξη που προκαλείται από εσωτερικό βραχυκύκλωμα που προκαλείται από υπερφόρτιση δεν συμβαίνει απαραίτητα τη στιγμή της φόρτισης. Είναι πιθανό ότι όταν η θερμοκρασία της μπαταρίας δεν είναι αρκετά υψηλή για να κάψει το υλικό και το αέριο που παράγεται δεν είναι αρκετό για να σπάσει το περίβλημα της μπαταρίας, ο καταναλωτής να σταματήσει τη φόρτιση και να βγάλει το κινητό τηλέφωνο. Αυτή τη στιγμή, η θερμότητα που παράγεται από πολυάριθμα μικρο-βραχυκυκλώματα αυξάνει αργά τη θερμοκρασία της μπαταρίας και εκρήγνυται μετά από κάποιο χρονικό διάστημα. Η κοινή περιγραφή των καταναλωτών είναι ότι όταν σηκώνουν το τηλέφωνο, διαπιστώνουν ότι το τηλέφωνο είναι πολύ ζεστό και εκρήγνυται αφού το πετάξουν.
Με βάση τους παραπάνω τύπους εκρήξεων, μπορούμε να εστιάσουμε σε τρεις πτυχές της προστασίας από εκρήξεις: πρόληψη υπερφόρτισης, αποτροπή εξωτερικών βραχυκυκλωμάτων και βελτίωση της ασφάλειας της κυψέλης. Μεταξύ αυτών, η πρόληψη υπερφόρτισης και η αποτροπή εξωτερικού βραχυκυκλώματος ανήκουν στην ηλεκτρονική προστασία, η οποία έχει μεγαλύτερη σχέση με το σχεδιασμό του συστήματος μπαταρίας και τη συναρμολόγηση της μπαταρίας. Το επίκεντρο της βελτίωσης της ασφάλειας των στοιχείων μπαταρίας είναι η χημική και μηχανική προστασία, η οποία έχει μεγαλύτερη σχέση με τους κατασκευαστές στοιχείων μπαταρίας.
