リチウム電池防爆技術-リチウム-イオン電池装置

リチウムイオン電池が充電されると、正極内のリチウム原子は電子を失い、リチウムイオンに酸化されます。リチウムイオンは電解液を通って負極に泳ぎ、負極の貯蔵区画に入り、電子を得て、リチウム原子に還元される。放電すると、プロセス全体が逆になります。電池の正極と負極が直接接触して短絡を引き起こすことを防ぐために、短絡を防ぐために、多くの細孔を有するセパレータ紙が電池に追加され、短絡を防止する。優れたセパレータ紙は、電池の温度が高すぎると自動的に細孔を閉じ、リチウムイオンが通過できなくなり、目的が無効になり、危険を防ぐことができます。(リチウムイオン電池装置)

保護

リチウムイオン電池セルが4.2Vを超える電圧に過充電された後、二次用途が開始されます。過充電電圧が高いほど、リスクが高くなります。リチウム電池セル電圧が4.2Vを超えると、正極材料に残っているリチウム原子の数は半分以下になります。このとき、メモリセルはしばしば崩壊し、バッテリー容量の永続的な低下を引き起こします。充電が継続すると、負極の貯蔵区画がリチウム原子で満たされているため、その後のリチウム金属が負極材料の表面に蓄積してしまう。これらのリチウム原子は、負極の表面からリチウムイオンの方向に樹状突起を成長させる。これらのリチウム金属結晶はセパレータ紙を通過し、正極と負極を短絡させます。短絡が発生する前にバッテリーが爆発することがあります。これは、過充電プロセス中に、電解質やその他の材料が割れてガスを生成し、バッテリーシェルまたは圧力バルブが膨張して破裂し、酸素が侵入して負極の表面に蓄積されたリチウム原子と反応するためです。そして爆発します。したがって、リチウムイオン電池を充電するときは、電池の寿命、容量、安全性を同時に考慮できるように、電圧の上限を設定する必要があります。充電電圧の理想的な上限は4.2Vです。リチウム電池はまた、放電時により低い電圧制限を持つ必要があります。セル電圧が2.4Vより低い場合、一部の材料が破壊され始めます。また、バッテリーは自己放電するため、放電時間が長いほど電圧は低くなります。したがって、2.4Vで放電を停止しないことが最善です。リチウムイオン電池が3.0Vから2.4Vに放電している間、放出されるエネルギーは電池容量の約3%しか占めていません。したがって、3.0Vは理想的な放電カットオフ電圧です。

充放電時には、電圧制限に加えて、電流制限も必要です。電流が大きすぎると、リチウムイオンが貯蔵場所に入る時間がなく、材料の表面に蓄積します。これらのリチウムイオンが電子を獲得した後、リチウム原子は材料の表面で結晶化します。これは過充電と同じであり、危険を引き起こします。バッテリーケースが破裂すると爆発します。

したがって、リチウムイオン電池の保護には、少なくとも充電電圧の上限、放電電圧の下限、および電流の上限を含める必要があります。一般に、リチウムイオン電池パックには、リチウムイオン電池コアに加えて、保護板があります。この保護プレートは、主にこれら3つの保護を提供します。しかし、保護ボードのこれら3つの保護は明らかに十分ではなく、リチウムイオン電池の爆発事件は依然として世界中で頻繁に発生しています。バッテリーシステムの安全性を確保するには、バッテリーの爆発の原因についてより慎重な分析を行う必要があります。