Sicherheit und Lösungen von Ion Lithium Power Pack

Neben teuren Preisen, geringen Reichweiten und unzureichender Lade- und Schaltinfrastruktur ist die Sicherheit des Ionen-Lithium-Akkus eine große Sorge für Kunden und Experten während der Entwicklung von Fahrzeugen mit neuer Energie. Dieses Problem wirkt sich auch auf die Förderung der Energie des Ionen-Lithium-Netzteils aus. Der Schlüssel zum Umgang mit der Sicherheit der Power-Up-Lithium-Ionen-Batterie ist die Schaffung von kurzschlussfesten, überladungsfesten, thermisch durchgehen-sicheren, verbrennungsfesten und nicht brennbaren Elektrolyten.

Ⅰ. Der Mechanismus des gefährlichen Verhaltens des Ionen-Lithium-Akkus

1. Zusätzlich zu den regulären Lade- und Entladevorgängen enthält der Ionen-Lithium-Akku mehrere mögliche exotherme Nebenreaktionen. Diese exothermen Nebenreaktionen werden leicht ausgelöst, wenn die Temperatur des USV-Lithium-Ionen-Akkus oder die Ladespannung zu hoch ist.

2. Zu den wichtigen Nebenwirkungen der Überhitzung von Lithium-Ionen-Batterien gehören: Bei Temperaturen über 130 °C zersetzt sich die SEI-Beschichtung, was dazu führt, dass sich der Elektrolyt auflöst und erhebliche Mengen an Wärme in der freiliegenden, hochgradig aktivierten Kohlenstoffkathodenoberfläche freigesetzt werden. Währenddessen steigt die Temperatur des eingebauten Lithium-Ionen-Akkus. Dies ist die Quelle des thermischen Durchgehens der Batterie.

3. Der exotherme thermische Zusammenbruch des Ladezustands der positiven Elektrode, zusammen mit der anschließenden Elektrolytzersetzung, die durch aktiven Sauerstoff angetrieben wird, erhöhte die Wärmeansammlung innerhalb der USV-Lithium-Ionen-Batterie und förderte das thermische Durchgehen.

4. Die thermische Zersetzung des Elektrolyten führt zu einer exothermen Zersetzung des Elektrolyten, wodurch die Batterietemperatur schneller ansteigt, so dass der UPS-Lithium-Ionen-Batteriebinder mit der hochreaktiven negativen Elektrode reagiert. Die Reaktion zwischen LixC6 und PVDF beginnt bei etwa 240 °C mit einer Spitzentemperatur von 290 °C und einer Reaktionswärme von 1500 J/g. Der oxidative Abbau des organischen Elektrolyten und die Entwicklung von Gas aus organischen kleinen Molekülen, die zu einem Anstieg des Innendrucks und der Temperatur der Batterie führen, sind wichtige Nebenreaktionen beim Überladen.

5. Wenn die Wärmeerzeugungsrate der exothermen Nebenreaktion die Wärmeableitungsrate des Ionen-Lithium-Akkus übersteigt, steigt die Innentemperatur der Batterie schnell an und tritt in einen Zustand unkontrollierbarer Selbsterhitzung ein, der als thermisches Durchgehen bezeichnet wird, was zur Batterie führt Verbrennung. Je langsamer die Wärmeableitung ist, desto größer ist die Wärmeabgabe einer dickeren und größeren Batterie und desto wahrscheinlicher ist es, dass sie Sicherheitsprobleme aufwirft.

Ⅱ. Faktoren, die zu einem gefährlichen Verhalten des Ionen-Lithium-Akkus führen

Die folgenden drei Umstände sind die häufigsten Ursachen für Kurzschlüsse:

1) leitfähiger Staub auf der Membranoberfläche des Ionen-Lithium-Akkus, Fehlausrichtung der positiven und negativen Elektrode, Elektrodengrat, ungleichmäßige Elektrolytverteilung und andere Prozessfaktoren;

2) Metallverunreinigungen im Material;

3) Laden bei niedriger Temperatur, Laden mit hohem Strom, Leistungsabfall der negativen Elektrode zu schnell, was zu Lithiumniederschlag auf der Oberfläche der negativen Elektrode, Vibration oder Kollision und anderen Anwendungsprozessen führt.

Es gibt andere Überladungsprobleme, einschließlich lokaler Überladung eines Ionen-Lithium-Akkus, die durch Hochstromladung verursacht wird, lokale Überladung, die durch ungleichmäßige Elektrodenbeschichtung und Elektrolytverteilung verursacht wird, und Überladungsfaktoren wie schnelle Verschlechterung der Leistung der positiven Elektrode.

Ⅲ. Sicherheitsvorkehrungen bei der Vermarktung des Ionen-Lithium-Akkus

Für die Sicherheit des Ionen-Lithium-Akkus, da die thermische Zersetzung des Kathodenmaterials nur ein Teil der thermischen Runaway-Reaktion ist, ist die Eisenphosphat-Lithium-Ionen-Batterie aus theoretischer Sicht nicht vollständig sicher. Bei in Autos eingebauten Batterien mit hoher Kapazität ist Vorsicht geboten.

Zweitens kann aufgrund der Wahrscheinlichkeit einer Batterieerkennung nicht einmal garantiert werden, dass das Ionen-Lithium-Akkupack, das die Sicherheitstests besteht, vollständig sicher ist. Batterien, die bei niedriger Temperatur geladen wurden, sowie Batteriemodule und -pakete sollten alle nach einer festgelegten Anzahl von Wochen vollständiger Lade- und Entladezyklen auf Sicherheit geprüft werden.

Darüber hinaus versuchen die Hersteller, die Umgebungstemperatur des Ionen-Lithium-Akkus während der Verwendung des Akkus so weit wie möglich im Bereich von 2045 ° C zu halten, was nicht nur die Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Batterie verbessert, sondern auch Kurzschlüsse verhindert Schaltkreis- und Hochtemperatur-Thermal-Runaway-Probleme, die durch Niedertemperatur-Lithium-Ausfällung verursacht werden.