¿Las baterías de iones de litio explotan fácilmente?

Siempre que sea una batería de litio, existe el riesgo de explosión, pero esta es una pequeña probabilidad de riesgo. Pero una vez que explote, la potencia de la batería de litio de mayor capacidad será cada vez más explosiva.

Calcule, una batería ternaria de litio 2.6AH 18650 completamente cargada con una carga de 2.6 * 3.65 * 3.6 = 34.164 kJ. La energía generada por la boca de una pistola general es de aproximadamente 2,2 kilojulios. 1 julio es equivalente al trabajo realizado cuando la fuerza de 1 Newton mueve el objeto en la dirección de la fuerza en 1 metro, por lo que a 50 metros de la pistola, puede matar enemigos fácilmente. Piénselo, un Tesla necesita usar más de 7,000 baterías de litio 3.4AH 18650.

Una causa importante de explosión de la batería es el cortocircuito de la batería (es decir, no hay ningún aparato eléctrico en el circuito donde se encuentra la batería, por lo que la corriente dentro de la batería es demasiado grande) y si la batería tiene cortocircuito. en circuito o sobrecargado (la batería de litio explota otro Un incentivo importante, es decir, el voltaje de carga de la batería es mayor que su límite superior establecido, hará que una gran cantidad de calor y gas se acumule dentro de la batería de litio en poco tiempo La batería generará gas cuando funcione), de modo que para liberar la presión, la batería de litio activará el dispositivo de alivio de presión interno. Si la presión es demasiado alta, romperá directamente la carcasa exterior. En ambos casos, el El material interno de la batería entrará en contacto directo con el aire, provocando la combustión y, en casos severos, explotará. En definitiva, es el calor fuera de control.

Como se mencionó anteriormente, la explosión de la batería de litio tiene dos causas importantes, una es un cortocircuito y la otra es una sobrecarga. El cortocircuito es fácil de entender, es decir, la batería está directamente en contacto con los electrodos positivo y negativo. Primero, en un corto período de tiempo, el calor generado por un cortocircuito en un área pequeña es realmente muy pequeño y no causará un escape térmico. El núcleo de la batería en sí está diseñado con una válvula a prueba de explosiones, lo que significa que cuando la presión interna de la batería excede un cierto valor, la válvula a prueba de explosiones se abrirá y el calor se disipará rápidamente. La segunda es que el dispositivo de carga normal de la batería está protegido contra la sobrecarga y dejará de cargar cuando el voltaje de la batería alcance un cierto valor. El tercer núcleo en sí es una carcasa de acero y tiene una buena protección.

No explotará

Las baterías de polímero de litio usan gas durante mucho tiempo, por lo que se hincharán.

A cierto nivel, el sellado de la caja de la batería tendrá fugas, por lo que todavía no es bueno.

¿Por qué utilizar una batería de iones de litio? Las baterías de iones de litio tienen muchas ventajas sobre otros tipos de baterías recargables, la más importante de las cuales es su densidad de energía. Los electrodos de las baterías de iones de litio se componen generalmente de compuestos de litio y grafito (carbono puro), ambos materiales muy ligeros. El litio también es un elemento muy reactivo, por lo que se pueden almacenar más átomos en los enlaces. Sumarlos significa que está en la batería recargable existente, si desea tener la misma cantidad de electricidad almacenada, la batería de iones de litio es la más liviana, adecuada para teléfonos móviles, computadoras portátiles, cámaras digitales y otros artículos portátiles. Además, los iones de litio no tienen efecto memoria, lo que significa que las baterías de iones de litio no necesitan descargar primero la energía para recargarse, y la capacidad de almacenamiento no disminuirá demasiado, alrededor del 0,1% de la electricidad por mes (contando la necesidad de bucles de protección) Solo el 5%, las baterías de hidruro metálico de níquel se reducen en aproximadamente un 20% por mes). Finalmente, todavía se puede usar cientos de veces de carga y descarga.

Sin embargo, las baterías de iones de litio también tienen desventajas. El más importante es que su potencia de almacenamiento total (potencia máxima) disminuirá con el aumento del tiempo de fábrica; incluso si no utiliza baterías de iones de litio, la potencia de almacenamiento máxima de la batería se reducirá considerablemente después de 2 ~ 3 años. No se puede usar, por lo que "comprar y poner" es completamente incorrecto. En segundo lugar, las baterías de iones de litio están muy calientes y se acelerará el efecto de reducir la cantidad máxima de electricidad almacenada en un entorno de alta temperatura. Esta parte se complementará más adelante. Además, las baterías de iones de litio también temen una descarga excesiva. Una vez que la descarga supera un cierto nivel, es posible que ya no se cargue la energía. Por supuesto, las baterías de iones de litio también tienen el peligro de explotar, lo cual es conocido por todos.

¿Por qué explota una batería de iones de litio? Esto debería discutirse a partir de su química ... La química de la batería de iones de litio Xiao Jiang no es demasiado profunda en este lugar (de hecho, no se entiende completamente orz), pero en términos simples, la batería de iones de litio es lo mismo que todos. baterías recargables. Hay un material de electrodo positivo y un material de electrodo negativo, donde el material del electrodo positivo suele ser óxido de cobalto de litio (LiCoO2), y el material de electrodo negativo tiene muchos tipos, el más común de grafito (carbono). Durante la carga, los iones de litio en el óxido de litio y cobalto nadarán a través del electrolito intermedio y se adherirán al electrodo negativo, mientras que la descarga (arriba) es la opuesta, desde el carbono del electrodo negativo hasta el lado del óxido de litio y cobalto.

En una batería de iones de litio con grafito como electrodo negativo, se utilizan en un grupo una capa de óxido de cobalto de litio, una capa de electrolito que contiene una capa de grafito y una capa de grafito. En la batería delgada de la batería del teléfono móvil, el interior es una capa de este tipo, y en el portátil, el material de la pieza generalmente se enrolla en una forma cilíndrica, que se convierte en algo parecido a la batería n. ° 3. En las baterías de iones de litio, no son los dos electrodos los que tienen el mayor peligro, sino el solvente electrolítico orgánico en el medio, con los éteres más inflamables. Cuando la batería sufre un cortocircuito por cualquier motivo, la energía de la batería se liberará en forma de calor durante un breve período de tiempo, encendiendo estos éteres como disolventes y provocando una explosión.

Durante la descarga excesiva, los iones de litio reaccionan directamente con el óxido de cobalto y litio para producir óxido de litio y óxido de cobalto. Esta reacción es irreversible, por lo que una batería de iones de litio que se descarga en exceso equivale a un reembolso.

¿Es muy fácil explotar una batería de iones de litio? La experiencia que obtuve en ITRI fue: "¡Cómo es tan difícil!" En el ITRI instalaron una máquina que perforaba la batería descargada con una broca. Básicamente, debe ser nuevo y completamente cargado. La batería tiene el mayor riesgo de explosión. Mientras se use por un período de tiempo, no solo el voltaje máximo se reducirá en gran medida, sino que también los materiales utilizados en el interior se "pasivarán" y se volverán menos reactivos. Preparamos muchas baterías viejas listas para explotar. Lo que no esperábamos era que no solo no explotaran todas las baterías viejas, sino que incluso las baterías nuevas no tenían que explotar. ¿Significa esto que es más seguro comprar una batería de segunda mano? XD

Pero la explosión es una cosa. Todavía vemos una temperatura muy terrible del termómetro en la sonda. Después de que la batería sufre un cortocircuito, la temperatura interna suele superar los 100 grados. Es imposible estar tan cómodo en el bolsillo de un pantalón.

¿Cuáles son las medidas de seguridad para las baterías de iones de litio? Para evitar el sobrecalentamiento o incluso la explosión de las baterías de iones de litio, las baterías de iones de litio modernas tienen muchos mecanismos de autoprotección. Primero, cada batería de iones de litio (o en el caso de una computadora portátil, todo el paquete de baterías) tiene un chip de control incorporado que monitorea el voltaje de la batería (el paquete de baterías monitorea cada una de las baterías). El voltaje individual) y la temperatura, más allá del rango establecido, el chip se apagará automáticamente. Además, cada batería también está diseñada con orificios de ventilación, de modo que el gas generado por la alta temperatura se puede descargar suavemente sin acumular una explosión.

Estas protecciones son suficientes para las baterías que no están dañadas físicamente, pero ¿y si están dañadas (por ejemplo, perforadas) las baterías de litio? Ésta es la fuerza de la batería STOBA recientemente desarrollada por el Instituto. La batería STOBA incorpora un "material de polímero de grado nano" en el electrolito. Cuando se calienta, el material polimérico se polimeriza en una película con un efecto de barrera, evita el flujo de iones de litio y corta la batería en cortocircuito. Continúe calentando la batería. Esta tecnología no solo evita que la batería explote, sino que también evita que la batería se sobrecaliente. La mayoría de los experimentos que hemos visto no superan los 60 grados centígrados; todavía estará caliente, pero al menos no hay peligro de encender los combustibles circundantes.

Los otros dos factores que afectan la reducción del almacenamiento de electricidad son la temperatura y, en segundo lugar, la batería está llena. No importa lo que haga (o no haga), la capacidad total de almacenamiento de la batería de litio disminuye constantemente, pero la alta temperatura y la carga completa acelerarán el declive. Por lo tanto, comprar una computadora portátil menos entusiasta no solo tiene una ayuda positiva para la fertilidad, sino que también ayuda a ralentizar la capacidad de almacenamiento de la batería. Además, si la computadora tiene la configuración relevante, cargar la batería a ocho minutos puede reducir la velocidad de la capacidad de almacenamiento a la mitad, lo que significa que si carga la batería cada vez, puede funcionar durante 4 horas al año más tarde. La computadora solo puede funcionar durante 2 horas, luego solo puede cargar la batería a ocho minutos cada vez, y la computadora puede funcionar durante 3 horas después de un año.

Los electrodos de las baterías de iones de litio se componen generalmente de compuestos de litio y grafito (carbono puro), ambos materiales muy ligeros. El litio también es un elemento muy reactivo, por lo que se pueden almacenar más átomos en los enlaces. Sumarlos significa que está en la batería recargable existente, si desea tener la misma cantidad de electricidad almacenada, la batería de iones de litio es la más liviana, adecuada para teléfonos móviles, computadoras portátiles, cámaras digitales y otros artículos portátiles. Además, los iones de litio no tienen efecto memoria, lo que significa que las baterías de iones de litio no necesitan descargar primero la energía para recargarse, y la capacidad de almacenamiento no disminuirá demasiado, alrededor del 0,1% de la electricidad por mes (contando la necesidad de bucles de protección) Solo el 5%, las baterías de hidruro metálico de níquel se reducen en aproximadamente un 20% por mes). Finalmente, todavía se puede usar cientos de veces de carga y descarga. Sin embargo, las baterías de iones de litio también tienen desventajas.