Литий-ионные аккумуляторы широко используются в различных хранение возобновляемой энергии благодаря их впечатляющей плотности энергии и длительному сроку службы. Однако при обращении с этими батареями и их использовании крайне важно обеспечить безопасность. В этой статье мы рассмотрим основные элементы Безопасность литий-ионных аккумуляторов чтобы дать вам полное представление и позволить эффективно защитить себя.
Что такое литиевые батареи?
Литий-ионные батареи в основном состоят из положительных электродов, отрицательных электродов, электролитов, сепараторов, а также внешних соединений и упаковочных компонентов. Положительные и отрицательные электроды включают в себя активные электродные материалы, проводящие вещества, связующие и т.д. и равномерно покрыты токоприемниками из медной и алюминиевой фольги. При зарядке и разрядке между батареями вместо элементарного лития мигрируют "ионы лития", поэтому батарея называется "литий-ионной".
Факторы, влияющие на безопасность литий-ионных аккумуляторов
- Перезарядка: Речь идет о процессе продолжения зарядки сверх установленного напряжения окончания заряда. Хотя устройство защиты в литиевой батарее может защитить от перезаряда в определенной степени путем обнаружения напряжения, когда время зарядки слишком долго и напряжение продолжает быть слишком высоким, батарея будет дендритные короткие замыкания склонны происходить внутри, вызывая нагрев батареи и давление продолжает расти, что приводит к риску взрыва и пожара.
- Короткое замыкание: Короткое замыкание в основном происходит во время использования литиевых батарей. Когда происходит короткое замыкание, внутренняя температура батареи продолжает повышаться, и различные реакции между положительным электродом, отрицательным электродом и электролитом происходят одна за другой, включая разложение твердой пленки границы раздела электролита, разложение электролита, разложение отрицательного электрода и электролита. Реакция электролита, разложение положительного электрода и реакция окисления между кислородом и электролитом и т.д. В результате этих реакций за короткий промежуток времени накапливается большое количество тепловой энергии, что приводит к тепловому разряду батареи или даже к ее возгоранию и взрыву.
Индикаторы проверки безопасности литий-ионных аккумуляторов
После производства литий-ионных батарей они должны пройти ряд испытаний, прежде чем попасть к потребителям, чтобы обеспечить безопасность батарей и снизить риски.
- Испытание на выдавливание: Поместите полностью заряженную батарею на ровную поверхность, приложите усилие сжатия 13±1KN от гидравлического цилиндра и плотно сожмите батарею стальным стержнем диаметром 32 мм. Когда давление сжатия достигнет максимума, прекратите сжатие, и батарея не загорится. Просто не взорвется.
- Испытание на удар: После полной зарядки батареи положите ее на ровную поверхность, установите вертикально в центре батареи стальной столбик диаметром 15,8 мм и свободно бросьте на стальной столбик над батареей груз весом 9,1 кг с высоты 610 мм. Убедитесь, что батарея не загорится и не взорвется.
- Тест на перезаряд: Полностью зарядите батарею с помощью 1С и проведите тест на перезаряд в соответствии с 3С при перезаряде 10В. Когда батарея перезаряжена, напряжение повышается до определенного уровня и стабилизируется в течение некоторого времени. При приближении к определенному времени напряжение батареи быстро растет. Когда оно поднимается до определенного предела, батарея высоко Колпачок снимается, напряжение падает до 0 В, и батарея не загорается и не взрывается.
- Тест на короткое замыкание: После полной зарядки батареи замкните положительный и отрицательный полюса батареи проводом с сопротивлением не более 50 мОм и проверьте изменение температуры поверхности батареи. Максимальная температура поверхности батареи составляет 140°C. Если открыть крышку аккумулятора, он не загорится и не взорвется.
- Акупунктурный тест: Поместите полностью заряженный аккумулятор на ровную поверхность и проткните его радиально стальной иглой диаметром 3 мм. Убедитесь, что батарея не загорится и не взорвется.
- Испытание температурного цикла: Испытание температурного цикла литий-ионных батарей используется для имитации безопасности литий-ионных батарей, когда они неоднократно подвергаются воздействию низких и высоких температур во время транспортировки или хранения. Испытание проводится с использованием быстрых и экстремальных изменений температуры. После испытания образец не должен загореться, взорваться или протечь.
Как повысить безопасность литиевых батарей?
Учитывая многочисленные угрозы безопасности материалов, процессов производства и использования литий-ионных батарей, вопрос о том, как улучшить те части, которые подвержены проблемам безопасности, является проблемой, которая 10 лучших производителей накопителей энергии в мире необходимо решить.
- Повышение безопасности электролита: Между электролитом и положительным и отрицательным электродами существует высокая реакционная способность, особенно при высоких температурах. Для повышения безопасности батареи одним из наиболее эффективных методов является повышение безопасности электролита. Потенциальные угрозы безопасности электролита могут быть эффективно устранены путем добавления функциональных добавок, использования новых литиевых солей и новых растворителей.
- Повышение безопасности электродных материалов: Литий-железо-фосфат и тернарные композитные материалы считаются недорогими катодными материалами с "отличной безопасностью" и могут широко использоваться в электромобильной промышленности. Повышение термической стабильности пленки SEI является ключевым методом повышения безопасности анодных материалов. Термическая стабильность материалов отрицательных электродов может быть улучшена путем слабого окисления, осаждения металлов и оксидов металлов, нанесения полимерных или углеродных покрытий.
- Улучшение конструкции защиты аккумулятора: В дополнение к повышению безопасности материалов батареи, коммерческие системы хранения энергии Принятие многочисленных мер защиты, таких как установка предохранительных клапанов, плавких предохранителей, последовательное соединение компонентов с положительными температурными коэффициентами, использование термогерметичных мембран, загрузка специальных схем защиты, специальные системы управления батареей и т.д., также являются средствами повышения безопасности.
Лучшие методы обеспечения безопасности литий-ионных аккумуляторов
Для обеспечения безопасности важно обращаться с этими батареями и использовать их с осторожностью. Вот некоторые лучшие методы обеспечения безопасности литий-ионных батарей.
- Правильное хранение: Храните литий-ионные батареи в сухом и прохладном месте, вдали от прямых солнечных лучей и источников тепла. Не храните их при очень низких или высоких температурах.
- Избегайте физических повреждений: Не роняйте и не прокалывайте литий-ионные батареи, так как это может привести к внутренним повреждениям и возможной утечке электролита. При переноске и транспортировке аккумуляторов используйте защитные чехлы или крышки.
- Используйте оригинальные зарядные устройства: Всегда используйте оригинальное зарядное устройство или авторитетное зарядное устройство, специально разработанное для используемого литий-ионного аккумулятора. Избегайте использования дешевых или поддельных зарядных устройств, так как они могут не иметь надлежащих механизмов безопасности для зарядка аккумулятора.
- Избегайте перезарядки и переразрядки: Не оставляйте литий-ионные аккумуляторы подключенными к зарядным устройствам на длительное время после их полной зарядки. Также не допускайте полной разрядки аккумулятора. Как чрезмерная зарядка, так и чрезмерная разрядка могут сократить срок службы батареи и привести к проблемам с безопасностью.
- Контролируйте температуру: Следите за температурой литий-ионных аккумуляторов во время зарядки или разрядки. Если аккумулятор сильно нагрелся, прекратите его использование и дайте ему остыть перед дальнейшим применением.
Помните, что соблюдение этих правил безопасности литий-ионных аккумуляторов поможет предотвратить несчастные случаи и обеспечит долговечность ваших батарей. Оставайтесь в безопасности и наслаждайтесь надежной работой своих электронных устройств!
+86 - 18925002618
