Análisis de la causa de la explosión de una batería de iones de litio

En primer lugar, las características de la batería de iones de litio

El litio es el metal más activo con un diámetro mínimo en la tabla periódica química. Tiene un volumen pequeño y una densidad de alta capacidad, por lo que es muy popular entre los consumidores y los ingenieros. Sin embargo, las propiedades químicas demasiado vivas traerán un alto riesgo. Si el metal de litio se expone al aire, puede producir una intensa reacción de oxidación con el oxígeno y provocar una explosión. Para mejorar su seguridad y voltaje, los científicos inventaron los materiales de litio de grafito y ácido cobalto para almacenar átomos de litio. Las estructuras moleculares de estos materiales forman las diminutas rejillas de almacenamiento de grado nanométrico, y pueden usarse para almacenar átomos de litio. Como resultado, incluso la carcasa de la batería explota y el oxígeno entra en la batería, pero la molécula de oxígeno es demasiado grande para entrar en estos pequeños depósitos. Los átomos de litio no reaccionarán con el oxígeno, por lo que no provocará una explosión.

El principio de las baterías de iones de litio, hace que las personas por su alta densidad de capacidad al mismo tiempo, también logren el objetivo de seguridad. baterías de iones de litio, el ánodo del átomo de litio pierde electrones, oxidación por iones de litio. Los iones de litio a través del electrolito al ánodo entran en el almacenamiento del cátodo y acceden a un electrón, reducción del átomo de litio. Descarga, todo el programa al revés. Para evitar el contacto directo negativo y el cortocircuito, las baterías que están dentro de la batería se combinarán con un papel de diafragma que tendrá muchos poros, para evitar cortocircuitos. Un buen papel de diafragma también puede estar a alta temperatura, la batería cierra automáticamente los poros, deja que los iones de litio sean impenetrables, desde la habilidad de lucha contra los desechos, evitan que ocurra el peligro.

Medidas de protección: La batería de litio después de las baterías en el voltaje superior a 4,2 V, comenzará a producir efectos secundarios. De cargar cuanto mayor sea la presión, mayor será el riesgo. Las baterías de litio tienen un voltaje superior a 4,2 V, los materiales del ánodo están dentro de menos de la mitad del número de átomos de litio que quedan, el almacenamiento generalmente se descompone en este momento, deja que la capacidad de la batería produzca una disminución permanente. Si continúan cargando, debido a que el almacenamiento del cátodo ha estado lleno de átomos de litio, los materiales del ánodo posteriores de acumulación de metal de litio en la superficie. Estos átomos de litio pasan del ion litio a la superficie del cátodo para crecer en la dirección del cristal dendrítico. El cristal de metal de litio a través del papel de diafragma produce un cortocircuito negativo. A veces, en las baterías de cortocircuito antes de la primera explosión, esto se debe a que en el proceso de sobrecarga, los materiales del electrolito pueden producir agrietamiento del gas, como hacer que la carcasa de la batería o la válvula de presión de explosión se rompa y dejar que el oxígeno ingrese y se acumule en los átomos de litio. en la superficie de la reacción del cátodo, luego explotó. Por lo tanto, las baterías de litio, asegúrese de establecer el límite superior de voltaje, pueden simultáneamente con la vida útil, la capacidad y la seguridad de la batería. La tensión de carga máxima ideal de 4,2 V. La tensión de descarga de las baterías de litio será el límite inferior. El voltaje de las baterías por debajo de 2,4 V, parte del material comenzará a destruirse. Y debido a que la batería se autodescarga, cuanto más tiempo sea bajo el voltaje, por lo tanto, descargue cuando sea mejor no a 2.4 V.Descarga de la batería de litio de 3.0 V a 2.4 V durante este período, la liberación de energía representó solo aproximadamente 3% de la capacidad de la batería. Por lo tanto, es un voltaje de corte de descarga ideal de 3.0 V. La carga y descarga, además del límite de voltaje y los límites de corriente, también pueden ser necesarios. Cuando la corriente es demasiado grande, los iones de litio para ingresar a la tienda se acumulan en la superficie del material. Después de estos iones de litio para electrónicos, se pueden producir átomos de litio en la cristalización de la superficie del material, esto tiene que ver con la sobrecarga, causará el riesgo. Mil cartuchos de batería están rotos y explotarían. Por lo tanto, la protección de las baterías de iones de litio debe incluir al menos: límite superior de voltaje de carga, voltaje de descarga límite inferior y límite de corriente. paquete de batería de litio general En el interior, además del núcleo de la batería de litio, habrá una pieza de placa de protección, la placa de protección es principalmente para proporcionar los tres. Tablero de protección, sin embargo, estas tres protecciones obviamente no son suficientes, explosión de la batería de litio o desconectada de todo el mundo.

Para garantizar la seguridad del sistema de batería, la batería debe ser la causa de la explosión, un análisis más cuidadoso.

En segundo lugar, las razones de la explosión de la batería:

1, la polarización interna es mayor;

2, absorción de agua, reacciona con el tambor de gas electrolítico;

3, electrolito en sí, la calidad de los problemas de rendimiento;

4, cuando la cantidad de líquido de inyección de líquido no puede cumplir con los requisitos técnicos;

5, el proceso de preparación del rendimiento de sellado de soldadura láser es deficiente, fuga. Prueba de fuga de aire de medición;

6, el polvo, la hoja de polvo primero puede causar microcortocircuitos, por razones desconocidas;

7, es un proceso desde el alcance del cátodo grueso, duro en la carcasa;

8, problema de sellado del relleno, el rendimiento del sello de la bola de acero es malo para causar el tambor de gas;

9, el espesor de la pared de la carcasa existente entra, el efecto de deformación del espesor de la carcasa;

Tres, análisis de tipo de explosión

El tipo de explosión del núcleo de la batería se puede resumir en 3 tipos de cortocircuito externo, cortocircuito interno y sobrecarga.

El externo se refiere a las baterías del externo, contiene un paquete de baterías y un diseño de aislamiento interno deficiente causado por un cortocircuito. Cuando las baterías externas en cortocircuito, los componentes electrónicos y no pudieron cortar el circuito, las baterías en el interior producirán calor, causaron parte de la vaporización del electrolito, el soporte de la carcasa de la batería. Cuando la temperatura interna de la batería es alta a 135 grados Celsius, el papel de buena calidad, el diafragma cerrará los poros, la terminación de la reacción electroquímica o el final cercano, la corriente, la temperatura desciende lentamente y luego evita que se produzca la explosión. Pero la tasa de cierre de los poros es pobre, o los poros no cierran el papel del diafragma, pueden permitir que la temperatura de la batería continúe aumentando, más vaporización del electrolito, finalmente la carcasa de la batería estallar e incluso aumentar la temperatura de la batería para hacer que el material se queme y explote. .

El cortocircuito interno se debe principalmente a la rebaba de la hoja de cobre y la hoja de aluminio en el diafragma, o los átomos de litio del cristal dendrítico desgastados por el diafragma. Estos diminutos metales aciculares pueden causar micro cortocircuitos. Porque, la aguja es muy fina y tiene cierta resistencia, por lo tanto, la corriente no será muy grande. Las rebabas de la lámina de cobre se producen en el proceso de producción. El fenómeno observable es la fuga de la batería rápidamente, la mayoría puede estar filtrando la fábrica de baterías o la planta de ensamblaje. Y, debido a las pequeñas rebabas, a veces se queman y hacen que la batería vuelva a la normalidad. Por lo tanto, debido a las rebabas, la probabilidad de explosión por micro cortocircuito no es alta. Tal, puede de las baterías dentro de la fábrica muy poco después de la carga, el voltaje en el lado bajo de la batería defectuosa, pero rara vez los bombardeos, respaldado estadísticamente. Por lo tanto, cortocircuito interno causado por la explosión, principalmente debido a la sobrecarga. Porque, después de que el llenado está en todas partes en la cristalización de metal de litio de la aguja de la pieza polar, el punto de perforación está en todas partes, en todas partes, en caso de un micro cortocircuito. Como resultado, la temperatura de la batería aumenta gradualmente y, finalmente, el gas electrolítico de alta temperatura. Este tipo de situación, ya sea que se quemen materiales a alta temperatura, o que se rompa el caparazón, el aire en el interior con óxido de litio es explosivo.

Sin embargo, la explosión causada por un cortocircuito interno por sobrecarga no ocurre necesariamente durante la carga. Tal vez cuando la temperatura de la batería no sea tan alta para hacer la combustión del gas, y el material no sea suficiente para romper la carcasa de la batería, los consumidores dejarán de cargar y saldrán con los teléfonos móviles. En este momento, el calor producido en el micro cortocircuito aumenta lentamente la temperatura de la batería. Después de un período de tiempo, ocurre la explosión. La descripción común de los consumidores es que levantan el teléfono y descubren que el teléfono móvil está muy caliente. Explota después de que tiran el teléfono. Podemos hacer una solución a prueba de explosiones enfocada en prevenir la sobrecarga, cortocircuito externo, prevenir y mejorar la seguridad. La prevención de la sobrecarga y el cortocircuito externo pertenece a la protección electrónica, que está relacionada con el diseño del sistema de batería y el conjunto de la batería. El punto clave para mejorar la seguridad de la batería es la protección química y mecánica, que tienen una gran relación con la fábrica de baterías centrales.

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