Acerca de la disparidad entre las baterías de iones de litio

Por ejemplo, la actuación del león tigre en el escenario debe ser dirigida por un entrenador. En la actualidad, la "animalidad" de las baterías de litio aún no se ha aclarado ni dominado. Debe manejarse con cuidado en las condiciones aplicables al funcionamiento de vehículos y almacenamiento de gran capacidad.

Sha Yongkang

La ola de entusiasmo chino por los vehículos de nueva energía está haciendo que las baterías de iones de litio, que alguna vez fueron una gran conveniencia para las comunicaciones móviles y la movilidad de audio y video, sean una de las áreas más candentes de competencia y preocupación.

Pero a medida que más personas luchan con el kilometraje, la duración de la batería e incluso cómo lidiar con las baterías usadas, una de las preguntas fundamentales que parece pasarse por alto es: ¿es lo suficientemente seguro?

En marzo de 1978, cuando Sitanli · weitinghanmu, un químico (ingeniero) de la Exxon Oil Company en los Estados Unidos, inventó las baterías de litio, es posible que no se le haya ocurrido que en los siguientes 30 años más o menos, esta invención trajo grandes cambios a vida científica y tecnológica humana. Litio, el metal más ligero conocido en la naturaleza se ha vuelto más íntimo con los humanos.

En ese momento, Weitinghanmu hizo compuestos de azufre de titanio como polos negativos y metales de litio como polos positivos, haciendo el primer prototipo de batería de litio del mundo.

El principio de funcionamiento es realizar el proceso de carga y descarga formando una circulación de corriente entre los polos positivo y negativo de la batería. Por lo tanto, las baterías de litio también se denominan baterías de iones de litio.

A lo largo de las décadas, con la mejora continua de los materiales positivos y negativos, la fabricación de baterías de litio más pequeñas con mayor densidad energética y precios más bajos, la llegada de los teléfonos móviles ha promovido aún más su miniaturización y ligereza, y desde entonces se ha vuelto popular en la microelectrónica. Los reproductores de música, por ejemplo, se consideran hoy en día la elección inevitable para los coches eléctricos que están de moda.

Pero las frecuentes explosiones de teléfonos móviles y baterías de reproductores de música en los últimos años parecen estar haciendo sonar las alarmas, algo que hace la vida más fácil de lo que parece. ¿El fabricante está aflojando la gestión de la calidad? ¿El desarrollador cambió algún elemento de la batería? ¿O la gente valora el almacenamiento de energía por encima de la seguridad?

La celda de litio de un teléfono móvil contiene menos de 5G de metal de litio, un micro-sedán eléctrico inicial, si la potencia de almacenamiento es superior a 30kWh, la batería contiene aproximadamente 50 kg de metal de litio y la explosión de la celda del teléfono móvil seguirá siendo hablado sobre. Cambiar, si se produce un grupo de baterías de micro-sedán, las consecuencias son inimaginables.

Ha habido casos en China en los que se instalaron baterías de litio en vehículos eléctricos y se estacionaron en garajes. Por la noche, de repente se incendiaron. Junto con todo el vehículo, se redujeron a cenizas. Hace unos meses, también hubo una combustión espontánea de buses híbridos, pero fue descubierta y eliminada. Temprano, no está mal. Obviamente, es responsabilidad de la industria de las baterías y los automóviles eléctricos mantener la calma y planificar el futuro.

De hecho, las baterías de iones de litio tienen riesgos de seguridad explosivos por muchas razones que aún no se han resuelto, pero obviamente están relacionadas con sus propios elementos constituyentes.

Por lo general, una batería de litio consta de cinco elementos principales: electrodo positivo, electrodo negativo, diafragma, electrolito y embalaje de monómero. En ese año, Sony desarrolló con éxito el primer lote de baterías comerciales de litio cuyos polos positivos estaban hechos de compuestos de litio, litio cobalto, pero debido a que el cobalto era un metal raro, posteriormente también se utilizaron manganeso, hierro, vanadio, níquel, etc. como polímeros. Materiales sintéticos, incluso usando aire como medio de electrodo, los diferentes materiales positivos tienen diferente energía, seguridad y voltaje de trabajo.

El electrodo negativo se juega con grafito y varios materiales de mezcla, síntesis y compuestos. El espacio de la molécula de grafito es una red espacial para el almacenamiento de iones de litio.

Durante la carga, la mayoría de los iones de litio positivos se transfieren al espacio del polo negativo. Cuando los iones de litio en el polo negativo se acumulan excesivamente hasta cierto límite, los iones de litio se desbordarán y formarán cristales dendríticos. Estos cristales crecen y se extienden, perforan el diafragma y forman los polos positivo y negativo. Contacto, se produce un cortocircuito. En este momento, el cortocircuito liberará instantáneamente una gran cantidad de calor, hirviendo y quemando electrolitos y, finalmente, explotará, lo que se denomina "falla térmica". Además, la alta temperatura, los pinchazos, las averías, la conexión de virutas de metal y la extrusión de la batería causadas por colisiones de vehículos se han convertido en la causa de fallas térmicas en el cortocircuito de los polos positivo y negativo.

Por lo tanto, aunque algunas baterías de litio que usan polímeros sólidos como electrolitos ahora reducen la posibilidad de explosión porque no pierden líquido, porque las baterías de litio convierten la electricidad cargada externamente en energía química y la almacenan en la batería mediante reacciones químicas internas, la energía química también convertido en la salida de energía eléctrica a través de reacciones químicas. Este proceso produce temperatura, y si la temperatura es demasiado alta, el peligro seguirá.

Es más, la propia batería de litio tiene las características de autodescarga, es decir, bajo la condición de que la batería no esté cargada o guardada, está sufriendo reacciones químicas de diversos grados de velocidad y velocidad. La batería tiene una tasa de autodescarga baja con un rendimiento excelente y viceversa. La "tasa de autodescarga" es muy alta. Esta reacción química interna hará que un reproductor de música colocado sobre la mesa explote cuando se apague.

La carga exotérmica y la descarga endotérmica es una característica de las baterías de litio, pero a veces la carga demasiado rápida también puede causar un fenómeno de calor. Esto se debe a que la reacción química es demasiado tarde para convertir la energía eléctrica en energía química. Cuando se descarga, el calentamiento de la batería es energía química. Demasiado tarde para convertir en energía eléctrica. Por lo tanto, cuando se carga, generalmente lo gestiona el sistema de gestión, pero habrá problemas al descargar.

Según este principio, la corriente descargada por una batería de litio no debe ser demasiado grande. Si la corriente es demasiado grande y la duración es demasiado larga, puede hacer que la reacción química se caliente y se caliente, e incluso explote.

De hecho, el concepto de baterías de litio que se pueden cargar y descargar rápidamente es relativamente rápido en comparación con las baterías de plomo-ácido. Sin embargo, si se excede el límite de las baterías de litio, el peligro puede acechar no muy lejos.

En cuanto a la cantidad de descarga de corriente adecuada para las baterías de litio, debe determinarse según la situación real. Sin embargo, para las condiciones de conducción de los automóviles, es común que se produzcan grandes descargas instantáneas de corriente. Esta es una prueba para baterías de litio.

Ahora, el proceso de carga y descarga es controlable y puede reducirse mediante procesos de fabricación, polvos metálicos, polvos artificiales, etc., pero la reacción química en la batería es actualmente difícil de controlar.

Desde este punto de vista, durante el uso de baterías de litio, es un "volcán activo" en miniatura, y la batería de litio al final de su vida útil parece ser un "volcán extinto". Después del desguace, mientras no se entienda el cuerpo de desmantelamiento, los "cinco elementos principales" están completos, y la reacción química no se interrumpirá, pero el grado se reducirá. Por lo tanto, la estación de reciclaje de baterías sellará la batería de litio por separado y la considerará una sustancia peligrosa.

Después de analizar el principio de las baterías de litio y los factores que causan fallas, los desarrolladores y fabricantes deben reconocer las caras duales de las baterías de litio, ángeles y demonios, y deben encontrar una manera de minimizar los riesgos de seguridad.

Por ejemplo, la actuación del león tigre en el escenario debe ser dirigida por un entrenador. En la actualidad, la "animalidad" de las baterías de litio aún no se ha aclarado ni dominado. Debe manejarse con cuidado en las condiciones aplicables al funcionamiento de vehículos y almacenamiento de gran capacidad.

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