Rizična i sigurnosna tehnologija litijum-jonske baterije (1)

1. Rizik od litijum-jonske baterije

Litijum-jonska baterija je potencijalno opasan hemijski izvor energije zbog svojih hemijskih karakteristika i sastava sistema.

（1） Visoka hemijska aktivnost

Litijum je glavni element grupe I u drugom periodu periodnog sistema, sa izuzetno aktivnim hemijskim svojstvima.

（2） Visoka gustina energije

Litijum-jonske baterije imaju veoma visoku specifičnu energiju (≥ 140 Wh/kg), što je nekoliko puta više od nikl-kadmijuma, nikl-vodika i drugih sekundarnih baterija.Ako dođe do termičke reakcije, oslobađa se velika toplina, što će lako dovesti do nesigurnog ponašanja.

（3） Usvojiti organski sistem elektrolita

Organski rastvarač sistema organskih elektrolita je ugljovodonik, sa niskim naponom raspadanja, lakom oksidacijom i zapaljivim rastvaračem;U slučaju curenja, baterija će se zapaliti, čak izgorjeti i eksplodirati.

（4） Velika vjerovatnoća neželjenih efekata

U normalnom procesu upotrebe litijum-jonske baterije, hemijska pozitivna reakcija međusobne konverzije između električne energije i hemijske energije odvija se u njenoj unutrašnjosti.Međutim, pod određenim uvjetima, kao što su prekomjerno punjenje, prekomjerno pražnjenje ili rad sa prekomjernom strujom, lako je izazvati kemijske nuspojave unutar baterije;Kada se nuspojava pogorša, to će ozbiljno utjecati na performanse i vijek trajanja baterije, te može proizvesti veliku količinu plina, što će uzrokovati eksploziju i požar nakon što tlak u bateriji naglo poraste, što dovodi do sigurnosnih problema.

（5）Struktura materijala elektrode je nestabilna

Reakcija prekomjernog punjenja litijum-jonske baterije će promijeniti strukturu katodnog materijala i učiniti da materijal ima snažan oksidacijski učinak, tako da će otapalo u elektrolitu imati jaku oksidaciju;I ovaj efekat je nepovratan.Ako se toplina uzrokovana reakcijom akumulira, postoji opasnost od prouzročenja toplinskog bijega.

2. Analiza sigurnosnih problema proizvoda litijum-jonskih baterija

Nakon 30 godina industrijskog razvoja, proizvodi litijum-jonskih baterija su napravili veliki napredak u sigurnosnoj tehnologiji, efikasno kontrolisali pojavu nuspojava u bateriji i osigurali sigurnost baterije.Međutim, kako se litijum-jonske baterije koriste sve više i više i njihova gustoća energije je sve veća i veća, još uvijek ima mnogo incidenata kao što su ozljede od eksplozije ili povlačenje proizvoda zbog potencijalnih sigurnosnih opasnosti posljednjih godina.Zaključujemo da su glavni razlozi sigurnosnih problema proizvoda litij-ionskih baterija sljedeći:

（1） Osnovni materijalni problem

Materijali koji se koriste za električno jezgro uključuju pozitivne aktivne materijale, negativne aktivne materijale, dijafragme, elektrolite i školjke, itd. Odabir materijala i usklađenost sistema sastava određuju sigurnosne performanse električnog jezgra.Prilikom odabira pozitivnih i negativnih aktivnih materijala i materijala dijafragme, proizvođač nije izvršio određenu procjenu karakteristika i usklađenosti sirovina, što je rezultiralo urođenim nedostatkom u sigurnosti ćelije.

（2） Problemi u proizvodnom procesu

Sirovine ćelije nisu striktno testirane, a proizvodno okruženje je loše, što dovodi do nečistoća u proizvodnji, što ne samo da šteti kapacitetu baterije, već ima i veliki uticaj na sigurnost baterije;Osim toga, ako se previše vode pomiješa u elektrolitu, može doći do nuspojava i povećanja unutrašnjeg tlaka baterije, što će utjecati na sigurnost;Zbog ograničenja nivoa proizvodnog procesa, tokom proizvodnje električnog jezgra, proizvod ne može postići dobru konzistenciju, kao što je loša ravnost matrice elektrode, otpadanje aktivnog materijala elektrode, miješanje drugih nečistoća u aktivni materijal, nesigurno zavarivanje naglavka elektrode, nestabilna temperatura zavarivanja, neravnine na rubu elektrode i nepostojanje upotrebe izolacijske trake u ključnim dijelovima, što može negativno utjecati na sigurnost električnog jezgra .

（3）Defekt u dizajnu električnog jezgra smanjuje sigurnosne performanse

Što se tiče konstrukcijskog dizajna, proizvođač nije obratio pažnju na mnoge ključne tačke koje utiču na sigurnost.Na primjer, nema izolacijske trake na ključnim dijelovima, nema margine ili je nedovoljna margina ostavljena u dizajnu dijafragme, dizajn omjera kapaciteta pozitivnih i negativnih elektroda je nerazuman, dizajn omjera površina pozitivnog i negativnog aktivnog supstance je nerazuman, a dizajn dužine papučica je nerazuman, što može predstavljati skrivene opasnosti po sigurnost baterije.Osim toga, u procesu proizvodnje ćelije, neki proizvođači ćelija pokušavaju uštedjeti i komprimirati sirovine kako bi uštedjeli troškove i poboljšali performanse, kao što je smanjenje površine dijafragme, smanjenje bakrene folije, aluminijske folije i nekorištenje ventil za smanjenje pritiska ili izolaciona traka, što će smanjiti sigurnost baterije.

（4）Previsoka gustina energije

Trenutno je tržište u potrazi za baterijskim proizvodima većeg kapaciteta.Kako bi povećali konkurentnost proizvoda, proizvođači nastavljaju da poboljšavaju volumensku specifičnu energiju litijum-jonskih baterija, što uvelike povećava rizik od baterija.