¿Pueden encenderse espontáneamente las baterías de litio de los coches eléctricos?

Los vehículos de nueva energía con baterías de litio como dispositivos de almacenamiento de energía se han convertido en la corriente principal del mercado. Sin embargo, con la promoción y aplicación de vehículos de nueva energía, el problema de la autocombustión de las baterías de litio y la seguridad del uso del automóvil se han convertido en preocupaciones.

¿Por qué la batería de litio se enciende espontáneamente? ¿Se pueden utilizar los coches eléctricos de forma segura y segura? El pequeño editor peinó para todos.

El principio de combustión espontánea.

El litio es el metal más activo del mundo. Las baterías de iones de litio tienen una alta densidad de pequeña capacidad y alta densidad de energía, lo que las convierte en la primera opción para los vehículos eléctricos. Las baterías de iones de litio utilizan electrones de ganancia y pérdida de iones de litio y agregación de migración para almacenar energía eléctrica en su trabajo.

Cuando la batería está cargada, el átomo de litio en el polo positivo pierde electrones y se convierte en un ion de litio, lo que resulta en una diferencia de potencial. Los iones de litio en los medios electrolíticos se acumulan en polos negativos bajo la acción de la diferencia de potencial. Cuando se descarga, todo el programa se invierte. Todo el proceso de trabajo se logra mediante la pérdida y pérdida de metales de litio en el electrodo y la migración de electrones e iones de litio en el electrolito.

Sin embargo, las propiedades químicas del litio son demasiado activas. El metal de litio se expone al aire y produce una feroz reacción de oxidación con el oxígeno, lo que resulta en combustión y explosión.

Por lo tanto, en la aplicación práctica de las baterías de litio, los científicos han hecho todo lo posible para evitar la conversión de iones de litio en metales de litio en electrolitos y bloquear los metales de litio en grafito o compuestos de litio. El fosfato de hierro y litio y el ácido de cobalto y litio son materiales que almacenan átomos de litio.

Al mismo tiempo, se han tomado una serie de medidas de protección para evitar que entre aire en el interior de la batería. Esto hace que el metal de litio explote sin contacto con el oxígeno.

En uso, la razón por la que las baterías de litio se encienden espontáneamente se debe al hecho de que las medidas de protección no están en su lugar o se destruyen fuerzas externas graves, lo que provoca la falla de la protección y hace que el litio metálico entre en contacto con el aire.

Medidas de protección habituales

Protección de la cáscara. Para evitar que entre aire, las baterías de litio están encerradas en contenedores cerrados y generalmente están equipadas con carcasas de acero inoxidable y carcasas de aleación de aluminio para evitar daños por fuerza externa. Los vehículos eléctricos de Tesla, por ejemplo, incluso utilizan paneles protectores de titanio para evitar daños en los contenedores de la batería en el uso del automóvil, especialmente en accidentes de tráfico.

La protección del bloque de diafragma, al tiempo que evita que las fuerzas externas la destruyan, pero también para evitar daños desde el interior de la batería.

Por lo general, para evitar que los polos positivo y negativo de la batería se toquen directamente y se cortocircuiten, habrá una capa del diafragma en la batería, por un lado separando los polos positivo y negativo, y por otro lado permitiendo la carga. iones para pasar.

Sin embargo, en las baterías de litio, el diafragma también realiza otra función protectora. Cuando la temperatura de la batería es demasiado alta, el espacio del diafragma se cerrará automáticamente, de modo que los iones de litio no se puedan cruzar, terminando así toda la reacción de la batería. Esto evita que la batería vaporice el electrolito debido a la alta temperatura, causando alta presión y destruyendo la estructura del sello de la batería.

La protección de voltaje de sobrecarga no solo evita que se corte el aire, sino que también evita la fuga de litio metálico del electrodo.

Los científicos utilizan los mecanismos de red y nanoescala de los materiales de los electrodos para almacenar y bloquear el litio metálico formado en carga y descarga.

De esta manera, incluso si la carcasa de la batería se rompe y entra oxígeno, las moléculas de oxígeno no entrarán en estas pequeñas celdas porque son demasiado grandes para evitar la combustión espontánea.

Sin embargo, usar un voltaje demasiado alto o cargar durante demasiado tiempo después del llenado puede causar daños muy peligrosos a las baterías de litio.

Después de que el voltaje de carga de la batería de litio es mayor que el voltaje nominal (generalmente 4,2 V), si la carga continúa, dado que la celda negativa ya está llena de átomos de litio, los iones de litio subsiguientes se acumularán en la superficie del material del electrodo negativo. Debido a la polarización, estos iones de litio forman transferencia de electrones, forman litio metálico y los cristales dendríticos crecen desde la superficie negativa a iones de litio.

Este litio metálico sin protección de electrodo es extremadamente activo por un lado y es propenso a reacciones de oxidación y explosiones. Por otro lado, el cristal de litio metálico formado penetra en el diafragma, cortocircuita los polos positivo y negativo, provocando cortocircuitos y altas temperaturas. A altas temperaturas, materiales como los electrolitos se agrietan para producir gas, lo que hace que la carcasa de la batería o la válvula de presión se hinchen y exploten, lo que permite que entre oxígeno y reaccione con los átomos de litio que se acumulan en la superficie negativa y luego explotan.

Cuando cargue baterías de litio, asegúrese de configurar el límite de voltaje y la protección contra sobrecargas. Las baterías de litio producidas por los fabricantes habituales de baterías están equipadas con estos circuitos de protección. Apague automáticamente cuando el voltaje sea excesivo o completo.

De hecho, la combustión espontánea no es fácil.

La combustión espontánea de la batería de litio no es una tarea fácil bajo las condiciones de protección de la carcasa, el diafragma y el circuito calificados.

Especialmente en baterías de litio de materiales inorgánicos, por ejemplo, baterías de fosfato de hierro y litio, debido a que la batería no usa materiales orgánicos en la batería ternaria de litio, incluso si el material está dañado y en cortocircuito dentro de la batería, la alta temperatura resultante no causará que el material inorgánico se descomponga y produzca gas a alta presión. La explosión se encendió espontáneamente. En experimentos, las baterías de fosfato de hierro y litio calificadas no explotarían y serían naturales incluso si se colocaran en leña (que está por debajo de 600 ° C).

Al mismo tiempo, en comparación con la situación en la que los fabricantes de vehículos de nueva energía no entendían las medidas de protección en el uso real de vehículos en las primeras etapas del desarrollo de vehículos de nueva energía, en la actualidad, después de décadas de exploración y la actual el uso de millones de vehículos de nueva energía en el mundo, desde los fabricantes de baterías hasta los fabricantes de automóviles, ha acumulado suficiente. Experiencia.

La fuerza protectora de la carcasa de la batería de litio se ha reforzado en gran medida. Incluso en el caso de accidentes de tráfico graves, como la desintegración del vehículo, la protección de la batería puede seguir siendo eficaz.

En la selección del diafragma de batería, los fabricantes también son plenamente conscientes de la importancia del uso del diafragma funcional autoprotegido. En la actualidad, los productos de baterías de litio de alta calidad ya utilizan esta tecnología. Para la aplicación de dispositivos de protección electrónicos anti-carga, se ha convertido durante mucho tiempo en un estándar nacional obligatorio. Los dispositivos de protección electrónica calificados y los sistemas de gestión de baterías maduros han reducido en gran medida la posibilidad de combustión espontánea de baterías de litio en vehículos de nueva energía.

En el caso actual que provocó la combustión espontánea de vehículos de nueva energía, ninguno de ellos se debe a la explosión espontánea del paquete de baterías en condiciones normales de conducción. La explosión de más baterías de litio en vehículos de nueva energía se debe a accidentes de tráfico extremadamente graves y modificaciones inadecuadas del equipo eléctrico del vehículo. En el calor de casi mil grados, la batería de litio finalmente se encendió.

Para los consumidores, las baterías de iones de litio en los automóviles de nueva energía son generalmente seguras. Sin embargo, es necesario evitar el hecho de que, en el caso de una explosión industrial, las guerras de precios de los productos y la fabricación cruda de los fabricantes individuales han provocado el descuido de la protección de las baterías y los peligros ocultos provocados por la modificación ilegal de los vehículos eléctricos.

La página contiene el contenido de la traducción automática.