1. Опасность литий-ионного аккумулятора
Литий-ионный аккумулятор является потенциально опасным химическим источником энергии из-за его химических характеристик и системного состава.
(1) Высокая химическая активность
Литий является основным элементом I группы во втором периоде таблицы Менделеева с чрезвычайно активными химическими свойствами.
(2) Высокая плотность энергии
Литий-ионные аккумуляторы имеют очень высокую удельную энергию (≥ 140 Втч/кг), что в несколько раз больше, чем у никель-кадмиевых, никель-водородных и других вторичных аккумуляторов.Если произойдет термическая реакция разгона, будет выделяться большое количество тепла, что легко приведет к небезопасному поведению.
（3） Использование системы органических электролитов
Органический растворитель системы органических электролитов представляет собой углеводород с низким напряжением разложения, легко окисляющийся и легковоспламеняющийся растворитель;В случае утечки аккумулятор загорится, даже сгорит и взорвется.
(4) Высокая вероятность побочных эффектов
При нормальном использовании литий-ионного аккумулятора внутри него происходит положительная химическая реакция взаимного преобразования электрической и химической энергии.Однако при определенных условиях, таких как перезарядка, чрезмерная разрядка или работа с перегрузкой по току, легко вызвать побочные химические реакции внутри батареи;Когда побочная реакция усугубляется, это серьезно влияет на производительность и срок службы батареи и может привести к образованию большого количества газа, который вызовет взрыв и пожар после быстрого увеличения давления внутри батареи, что приведет к проблемам с безопасностью.
（5）Структура электродного материала нестабильна
Реакция перезарядки ионно-литиевой батареи изменит структуру материала катода и сделает материал сильным окислительным эффектом, так что растворитель в электролите будет иметь сильное окисление;И этот эффект необратим.Если тепло, вызванное реакцией, аккумулируется, возникает риск теплового разгона.
2. Анализ проблем безопасности литий-ионных аккумуляторов.
После 30 лет промышленного развития продукты с литий-ионными батареями достигли значительного прогресса в технологиях безопасности, эффективно контролировали возникновение побочных реакций в батарее и обеспечивали безопасность батареи.Однако, поскольку ионно-литиевые батареи используются все шире и плотность их энергии все выше и выше, в последние годы все еще происходит много инцидентов, таких как травмы от взрыва или отзыв продукции из-за потенциальных угроз безопасности.Мы пришли к выводу, что основные причины проблем с безопасностью литий-ионных аккумуляторов заключаются в следующем:
（1） Проблема с материалом сердечника
Материалы, используемые для электрического сердечника, включают положительные активные материалы, отрицательные активные материалы, диафрагмы, электролиты и оболочки и т. д. Выбор материалов и соответствие системы состава определяют характеристики безопасности электрического сердечника.При выборе положительных и отрицательных активных материалов и материалов диафрагмы производитель не провел определенную оценку характеристик и соответствия исходных материалов, что привело к врожденному дефициту безопасности ячейки.
(2) Проблемы производственного процесса
Сырье элемента не проходит строгую проверку, а производственная среда плохая, что приводит к примесям в производстве, что не только вредно для емкости батареи, но и оказывает большое влияние на безопасность батареи;Кроме того, если в электролит подмешано слишком много воды, могут возникнуть побочные реакции и увеличиться внутреннее давление аккумулятора, что повлияет на безопасность;Из-за ограничения уровня производственного процесса во время производства электрического сердечника продукт не может достичь хорошей консистенции, такой как плохая плоскостность матрицы электрода, отпадение активного материала электрода, смешивание других примесей в активный материал, ненадежная сварка наконечника электрода, нестабильная температура сварки, заусенцы на кромке электродной заготовки, отсутствие использования изоляционной ленты в ключевых частях, что может отрицательно сказаться на безопасности электропровода .
(3) Дефект конструкции электрического сердечника снижает показатели безопасности.
С точки зрения конструкции многие ключевые моменты, влияющие на безопасность, не были учтены производителем.Например, нет изоляционной ленты на ключевых частях, в конструкции диафрагмы не оставлен запас или недостаточный запас, расчет соотношения емкости положительных и отрицательных электродов нецелесообразен, расчет соотношения площадей положительного и отрицательного активных веществ неразумно, а длина наконечника неразумна, что может таить в себе скрытые опасности для безопасности батареи.Кроме того, в процессе производства элемента некоторые производители элементов стараются экономить и сжимать сырье, чтобы сократить расходы и повысить производительность, например, уменьшить площадь диафрагмы, уменьшить количество медной фольги, алюминиевой фольги и не использовать предохранительный клапан или изоленту, которые снизят безопасность аккумулятора.
（4）Слишком высокая плотность энергии
В настоящее время рынок находится в погоне за аккумуляторными продуктами с большей емкостью.В целях повышения конкурентоспособности продукции производители продолжают улучшать объемную удельную энергию литий-ионных аккумуляторов, что значительно увеличивает риск аккумуляторов.
Время публикации: 06 ноября 2022 г.